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APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO COMESTIBLE ADICIONADO CON
EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEO Y ACEITES ESENCIALES A UN PRODUCTO
CARNICO TIPO “LUNCHEON FISH”
Andrea Paola Rodríguez Triviño
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias Agrarias
Bogotá, Colombia
Año 2015
APLICACIÓN DE RECUBRIMIENTO COMESTIBLE ADICIONADO CON
EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEO Y ACEITES ESENCIALES A UN PRODUCTO
CARNICO TIPO “LUNCHEON FISH”
Andrea Paola Rodríguez Triviño
Tesis de investigación presentada como requisito parcial para optar al título de:
Magister en Ciencia y Tecnología de Alimentos
Director (a):
Z, M.Sc, Dr. Jairo Humberto López Vargas
Línea de Investigación:
Diseño y desarrollo de productos alimenticios
Grupo de Investigación:
Ciencia y Tecnología en Productos Cárnicos y Acuícolas
Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias Agrarias
Bogotá, Colombia
Año 2015
A Dios por darme oportunidades de seguir
creciendo como persona.
A mi madre que ha sido mi luz y mi guía.
A mi hermano por estar presente en los
momentos importantes.
A mi familia por su apoyo.
A mis amigos los cuales han brindado un
apoyo incondicional y no dejarme desfallecer.
Agradecimientos
Al proyecto de investigación “Uso de biomoleculas en películas comestibles y desarrollo
de nuevos productos para la generación de valor y competitividad para la cadena
acuícola” de la Universidad Nacional de Colombia financiado por COLCIENCIAS, en el
cual se enmarco este trabajo de tesis.
A mi director Jairo Humberto López Vargas por su constante apoyo, paciencia y entrega,
además de su guía en mi formación como estudiante de postgrado.
Al Profesor Héctor Suarez Mahecha, líder de proyecto que permitió mi participación en el
proyecto de investigación y desarrollo del tema de tesis.
A mi familia que estuvo presente apoyándome en cada paso dado para llegar cumplir mis
metas y poder salir adelante.
A mis compañeros de laboratorio y cada una de las personas que me brindaron su apoyo
técnico, moral y emocional para lograr llevar acabo la culminación de este trabajo de
grado.
A el laboratorio y planta de carnes del Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos
ICTA y de la Universidad nacional de Colombia por permitir realizar el procesamiento de
las muestras.
Resumen y Abstract VII
Resumen
El objetivo de este estudio fue determinar la funcionalidad tecnológica y el potencial
conservante de recubrimientos comestibles a base de propóleo y aceites esenciales de
la carne proveniente de especies dulceacuícolas: Cachama (Piaractus brachypomus),
Yamú (Brycon amazonicus), Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae), se planteó la obtención de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” a partir
de carne de las especies. Para lo anterior se procedió con la determinación de
rendimientos corporales de las especies mencionadas, luego se realizó la caracterización
funcional tecnológica de carne de Cachama, Yamú y Bocachico. Sobre el producto
elaborado con base en Cachama y Yamú se realizó la caracterización en términos de
color y textura. Adicionalmente se evaluaron las propiedades antioxidantes y
antimicobianas del extracto etanólicos de propóleo y de los aceites esenciales de tomillo,
laurel y romero. La especie seleccionada fue la Cachama debido a sus rendimientos en
canal y filete con porcentajes de rendimiento en carcasa (RC= 60.50) y rendimiento en
filete (39,84), esta carne adicionalmente se destacó por su fuerza de gel con valores de
26.94 ± 9.21 g.cm. En términos de color y textura el Luncheon fish con base en pasta de
Cachama presento valores similares a los productos comerciales. El laurel, aceite
esencial seleccionado para la inclusión en el recubrimiento presento poder antioxidante
con una limitada actividad antibacterial.
Palabras claves: Especies ícticas, propiedades, Luncheon fish, procesamiento,
recubrimientos, aceites esenciales
VIII Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de
propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Abstract
The aim of this study was to determine the technological functionality and preservative
potential of edible coatings based on propolis and essential oils of meat from freshwater
species: Cachama (Piaractus brachypomus) Yamú (Brycon amazonicus), Tilapia
(Oreochromis niloticus) and Bocachico (Prochilodus magdalenae), obtaining a meat
product type "Luncheon fish" meat from species. To the above we proceeded with the
determination of body yields of the species mentioned, then the technological functional
characterization of meat Cachama, Yamu and Bocachico was performed. Product
developed based on Cachama and characterization was performed Yamu in terms of
color and texture. Additionally antimicrobial antioxidant properties and ethanolic extract of
propolis and essential oils of thyme, rosemary and evaluated laurel. The species was
selected because Cachama yields carcass and fillet yield percentages (CR= 60.50) and
fillet yield (39.84), this meat is further emphasized by its gel strength with values of 26.94
± 9.21 g.cm. In terms of color and texture of the fish-based Luncheon paste Cachama I
present similar values to commercial products. The laurel essential oil selected for
inclusion in the present coating antioxidant power with a limited antibacterial activity.
Keywords: fish species, properties, Luncheon fish, coatings, essential oils, processing
Contenido IX
Contenido
PAG.
RESUMEN ..................................................................................................................... VII
ABSTRACT .................................................................................................................. VIII
LISTA DE FIGURAS ..................................................................................................... XIII
LISTA DE TABLAS ...................................................................................................... XIV
INTRODUCCIÓN ............................................................................................................. 1
1. EVALUACIÓN DE RENDIMIENTOS CORPORAL DE CUATRO ESPECIES DE
PECES CULTIVADOS EN COLOMBIA: CACHAMA (PIARACTUS BRACHYPOMUS),
YAMÚ (BRYCON AMAZONICUS), TILAPIA (OREOCHROMIS NILOTICUS) Y
BOCACHICO (PROCHILODUS MAGDALENAE) ........................................................... 3
1.1 RESUMEN ............................................................................................................ 3
1.2 ABSTRACT ........................................................................................................... 4
1.3 INTRODUCCIÓN .................................................................................................... 4
1.3.1 Cachama blanca (Piaractus brachypomus) ..................................................... 5
1.3.2 Yamú (Brycon amazonicus) ............................................................................ 6
1.3.3 Tilapia (Oreochromis niloticus) ........................................................................ 6
1.3.4 Bocachico (Prochilodus magdalenae) ............................................................. 7
1.4 MATERIALES Y MÉTODOS ...................................................................................... 8
1.4.1 Recepción y pesaje ........................................................................................ 9
1.4.2 Eviscerado y obtención del filete. .................................................................... 9
1.4.3 Corte de aletas y descabezado ..................................................................... 10
1.4.4 Obtención de Carcasa .................................................................................. 10
1.5 DISEÑO ESTADÍSTICO ......................................................................................... 11
1.6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................. 11
1.7 CONCLUSIONES ................................................................................................. 14
1.8 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 14
2. EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADES FUNCIONALES EN CACHAMA BLANCA
(PIARACTUS BRACHYPOMUS), YAMÚ (BRYCON AMAZONICUS) Y BOCACHICO
(PROCHILODUS MAGDALENAE) PROVENIENTES DE LOS LLANOS ORIENTALES
DE COLOMBIA. ............................................................................................................. 18
2.1 RESUMEN .......................................................................................................... 18
X Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de
propóleos y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “luncheon fish”
2.2 ABSTRACT.......................................................................................................... 19
2.3 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 19
2.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 23
2.4.1 Obtención de la materia prima ....................................................................... 23
2.4.2 Determinación de la capacidad de retención de agua (CRA)......................... 23
2.4.3 Determinación de fuerza de gel ..................................................................... 24
2.4.4 Medida de pH ................................................................................................ 25
2.4.5 Análisis estadístico ........................................................................................ 25
2.5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 26
2.6 CONCLUSIONES .................................................................................................. 29
2.7 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 30
3. CARACTERIZACIÓN COLORIMÉTRICA Y TEXTURAL DE UN PRODUCTO
CÁRNICO TIPO “LUNCHEON FISH” ELABORADO A PARTIR DE ESPECIES
NATIVAS COLOMBIANAS, YAMÚ (BRYCON AMAZONICUS) Y CACHAMA
(PIARACTUS BRACHYPOMUS).................................................................................... 35
3.1 RESUMEN .......................................................................................................... 35
3.2 ABSTRACT.......................................................................................................... 36
3.3 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 36
3.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 39
3.4.1 Ensayos preliminares .................................................................................... 39
3.4.2 Formulación de los productos cárnicos tipo “Luncheon fish”.......................... 39
3.4.3 Elaboración del producto cárnico tipo “Luncheon fish”................................... 40
3.4.4 Medida de color ............................................................................................. 41
3.4.5 Medida de textura .......................................................................................... 42
3.5 DISEÑO ESTADÍSTICO .......................................................................................... 43
3.6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN .................................................................................. 43
3.6.1 Color ............................................................................................................. 43
3.6.2 Textura .......................................................................................................... 46
3.7 CONCLUSIONES .................................................................................................. 47
3.8 BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 48
4. EVALUACIÓN ANTIMICROBIANA Y ANTIOXIDANTE IN VITRO DE ACEITES
ESENCIALES Y EXTRACTOS ETANÓLICOS DE PROPÓLEOS INCORPORADOS EN
RECUBRIMIENTOS COMESTIBLES ............................................................................. 53
4.1 RESUMEN .......................................................................................................... 53
4.2 ABSTRACT.......................................................................................................... 54
4.3 INTRODUCCIÓN ................................................................................................... 55
4.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 57
4.4.1 Elaboración de extracto etanólico de propóleo .............................................. 58
4.4.2 Determinación antioxidante y antimicrobiana en aceites esenciales y extracto
etanólico de propóleo ............................................................................................... 58
4.4.3 Técnica de difusión en disco de papel filtro para pruebas antimicrobianas en
aceites esenciales y extractos etanólicos de propóleos ........................................... 59
Introducción XI
4.4.4 Elaboración de los recubrimientos ................................................................ 59
4.4.5 Evaluación de la actividad Antibacteriana del recubrimiento ......................... 60
4.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO ....................................................................................... 61
4.6 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................. 61
4.6.1 Capacidad antioxidante y fenoles totales ...................................................... 61
4.6.2 Actividad antimicrobiana por técnica de difusión en disco de papel filtro de los
diferentes aceites esenciales y el extracto etanólico de propóleos .......................... 62
4.6.3 Eficacia antimicrobiana de los recubrimientos .............................................. 64
4.7 CONCLUSIONES ................................................................................................. 68
4.8 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 68
5. DETERMINACIÓN DE VIDA ÚTIL DE UN PRODUCTO CÁRNICO TIPO
“LUNCHEON FISH” CON UN RECUBRIMIENTO COMESTIBLE INCORPORADO CON
ACEITE ESENCIAL DE LAUREL (LAURUS NOBILIS) Y EXTRACTOS ETANÓLICOS
DE PROPÓLEOS. .......................................................................................................... 75
5.1 RESUMEN .......................................................................................................... 75
5.2 ABSTRACT ......................................................................................................... 76
5.3 INTRODUCCIÓN .................................................................................................. 77
5.4 MATERIALES Y MÉTODOS .................................................................................... 78
5.4.1 Obtención de la materia prima ...................................................................... 78
5.4.2 Formulación del producto cárnico tipo “luncheon fish” .................................. 79
5.4.3 Elaboración del recubrimiento ....................................................................... 80
5.4.4 Aplicación del recubrimiento ......................................................................... 81
5.4.5 Análisis proximal ........................................................................................... 81
5.4.6 pH ................................................................................................................. 81
5.4.7 Determinación del contenido de nitrógeno volátil total (BVNT) ...................... 82
5.4.8 Determinación del contenido de malonaldehido por el método de reacción al
acido 2-tiobarbitúrico (TBA) ..................................................................................... 82
5.4.9 Determinación de color ................................................................................. 83
5.4.10 Análisis de Textura .................................................................................... 83
5.4.11 Determinación microbiológica del producto cárnico tipo “Luncheon fish” ... 84
5.4.12 Evaluación sensorial ................................................................................. 85
5.4.13 Diseño estadístico ..................................................................................... 85
5.5 RESULTADOS Y DISCUSIÓN ................................................................................. 86
5.5.1 Análisis microbiológico de pasta de pescado ................................................ 86
5.5.2 Análisis proximal ........................................................................................... 87
5.5.3 Análisis fisicoquímicos .................................................................................. 89
5.5.4 Análisis de Color ........................................................................................... 91
5.5.5 Análisis de textura ........................................................................................ 93
5.5.6 Análisis microbiológico .................................................................................. 94
5.5.7 Análisis sensorial .......................................................................................... 96
5.6 CONCLUSIONES ................................................................................................. 98
5.7 BIBLIOGRAFÍA .................................................................................................... 99
6. CONCLUSIONES ..................................................................................................106
XII Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de
propóleos y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “luncheon fish”
ANEXOS ............................................................... ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO.
7. BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................................... 109
Contenido XIII
Lista de figuras
Figura 1-1: Esquema de adecuación y obtención de carcasas y filetes de pescado ........ 9
Figura 1-2: Filete obtenido de la especie cachama ........................................................ 10
Figura 1-3: Diferentes cortes en pescado ...................................................................... 11
Figura 1-4: Rendimiento de carcasa (%RC) y Rendimiento de filete sin hueso (%FSH) 13
Figura 2-1: Determinación de la capacidad de retención de agua. (a) Muestra de
Cachama, (b) Muestra de Bocachico, (c) Muestra de Yamú ........................................... 24
Figura 2-2: Proceso preparación de muestras para análisis de FG. (a) Muestra de carne
pesada, (b) solución salina al 0,5 M, (c) muestra ya homogenizada ............................... 25
Figura 2-3: Porcentaje de CRA para cada variedad de pescados.................................. 26
Figura 2-4: Fuerza de gel para cada variedad ............................................................... 28
Figura 3-1: Proceso elaboración de producto cárnico “Luncheon fish” .......................... 41
Figura 3-2: Prueba de TPA a producto cárnico “Luncheon fish” ................................... 43
Figura 3-3: Representación de las coordenadas color ................................................... 45
Figura 4-1: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente
a 0.5 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con
inclusión de AEL y EEP.. ................................................................................................ 65
Figura 4-2: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente
a 2 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión
de AEL y EEP................................................................................................................. 66
Figura 4-3: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente
a 2 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión
de AEL y EEP................................................................................................................. 67
XIV Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de
propóleos y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “luncheon fish”
Lista de tablas
Tabla 1-1: Peso promedio para cada ejemplar. ................................................................ 8
Tabla 1-2: Peso residuos de los proceso de obtención de carcasas y filete .................... 12
Tabla 2-1: Valores promedios de pH para cada una de las especies ............................. 27
Tabla 3-1: Formulación para los productos cárnicos elaborados con Yamú y Cachama 40
Tabla 3-2: Coordenadas de color obtenidas de muestras de producto Luncheon fish
elaborado de carne de Cachama (LFC) y Yamú (LFY) ................................................... 45
Tabla 3-3: Prueba análisis de perfil de textura TPA ........................................................ 47
Tabla 4-1: Formulación de los recubrimientos evaluados ............................................... 60
Tabla 4-2: Capacidad antioxidante determinada por los métodos FRAP, ABTS y
contenido de fenoles totales para AET, AEL, AER y EEP ............................................... 62
Tabla 4-3: Estándar de desempeño para pruebas de susceptibilidad microbiológica del
National Committee for Clinical Laboratory Standards (CLSI, 2010) ............................... 68
Introducción
La pesca y la acuicultura en Colombia son unos de los sectores de producción de interés
ya que presentan viabilidad y potencialidad de crecimiento económico. El desarrollo que
ha tenido la acuicultura en Colombia se debe a la oferta de zonas donde los recursos y
los ecosistemas han permitido el cultivo de especies hidrobiologícas, como camarón
tilapia, trucha, carpa, cachama y especies nativas en menor cantidad como el bocachico,
el yamú y la dorada; donde los cultivos cuentan con etapas como: Producción de
alevinos, actividades de levante y engorde, procesamiento y transformación de la
producción acuícola terminando en la comercialización (INVEMAR 2008; Sanabria 2012).
Dadas estas oportunidades de progreso en el sector acuícola se deben centrar algunas
prioridades, como son el aporte al incremento del consumo percápita nacional, la
generación de empleo y el crecimiento económico. En Colombia, la acuicultura ha
mostrado un crecimiento considerable, del 20.44% en el periodo de 1985 a 2010 siendo
muy positivo ya que el promedio anual pasó de 572 toneladas en 1985 a cerca de 73.000
en 2010. La producción acuícola aportó el 55.09% para un total de 128.742 toneladas
para el año 2010 (Sanabria, 2012). Aunque muestra una menor aceleración que otros
países de Latinoamérica, Colombia supera la tasa media del crecimiento del resto del
sector agropecuario y del conjunto total de la economía nacional.
Debido a todo lo anterior y al aumento en la demanda de productos acuícolas con unos
estándares de alta calidad, se han desarrollado métodos y tecnologías para la
preservación que prolonguen la vida útil del pescado fresco y las características
sensoriales. Desde el punto de vista industrial y de comercialización, la vida útil del
pescado es muy importante. La utilización de agentes biopreservantes, se exhibe como
una alternativa para disminuir el uso de aditivos y compuestos preservantes de origen
químico. Gran parte de la respuesta favorable a la compra de pescado se puede lograr
mediante la selección de un embalaje adecuado. Cuando se consumen alimentos ícticos,
la calidad se percibe a través de la consciente o inconsciente integración de sus
características sensoriales y de apariencia, olor, flavour, y textura. Las películas y los
2 Introducción
recubrimientos comestibles, al ser hidrófilos, son una buena barrera frente al oxígeno y el
dióxido de carbono, además de poseer propiedades mecánicas adecuadas con una baja
humedad relativa. Adicionalmente, muchos estudios han demostrado que los
recubrimientos comestibles hechos de proteínas, polisacáridos y materiales que
contienen aceite, ayudan a extender la vida útil y preservar la calidad del pescado.
Si la vida útil puede prolongarse por uno o dos días, permite una mejor comercialización
y aumenta el perfil del producto. Los productos naturales han sido utilizados últimamente
como una alternativa para diferentes propuestas, un ejemplo de esto es la aplicación de
los extractos naturales de propóleos los cuales provienen de colmenas donde las abejas
recolectan resina de plantas, que muestra una composición química muy compleja
(Bankova et al., 2000), adicionalmente cuenta con propiedades biológicas, tales como ser
antibacteriano (Sforcin et al., 2000), antitumoral (Banskota et al., 2002; Bazo et al., 2002),
entre otros además de ser considerado como un excelente método para lograr inocuidad,
seguridad y efectividad en el control de bacterias. Otras alternativas tenidas en cuenta
para la biopreservación son los aceites esenciales, estas son sustancias liberadas por las
plantas para protegerse de microorganismos, insectos y herbívoros, son muy utilizados
en la industria farmacéutica y en alimentos. Sin embargo, aunque la información
disponible para la elaboración de películas comestibles es amplia, no es universal para
todos los productos alimenticios, lo que implica un reto para el desarrollo de
recubrimientos específicos para cada alimento.
Surge la necesidad de proporcionar una eficiente y diversificada alimentación de tipo
proteico, lo que conlleva a plantear la necesidad de hacer investigaciones para dar un
mejor aprovechamiento de los recursos ícticos Colombianos, todo esto ligado al
desarrollo tenido por la acuicultura en los últimos años. Para la elaboración de un nuevo
producto es necesario tener en cuenta las preferencias del consumidor, en este sentido
algunas personas no gustan del sabor característico de pescado, a pesar de reconocer
las bondades y necesidad de consumir pescado por los efectos benéficos a la salud.
Esta propuesta pretende desarrollar productos diferenciados de la acuicultura a base de
Cachama, Yamú, Bocachico, tilapia y así obtener productos cárnicos tipo “Luncheon
fish”, con el uso de recubrimientos comestibles como sistema de biopreservación.
1. Evaluación de rendimientos corporal de cuatro especies de peces cultivados en Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus), Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus magdalenae)
1.1 Resumen
Algunas especies ícticas producidas en Colombia tienen un alto potencial productivo,
pero frecuentemente no se disponen de datos sobre los rendimientos en carcasa y sus
diferentes cortes. En este estudio se compararon los rendimientos en carcasa (%RC) y
filete sin hueso (%FSH) de cuatro especies producidas en el departamento de Meta:
Bocachico, Cachama, Tilapia y Yamú. Se utilizaron un total de 267 peces para las cuatro
especies, cada pescado fue diseccionado manualmente y se obtuvieron porcentajes de
rendimiento con respecto al peso del pescado entero. Los datos fueron analizados
mediante la comparación de medias para cada especie. La especie con mayores
rendimientos fue Yamú (Brycon amazonicus) registrando valores de 73±3.83% y
55.3%±1.7% para %RC y %FSH respectivamente mientras la especie con menores
valores fue Tilapia (Oreochromis niloticus) mostrando valores para %RC y FSH% de
57.7±3.81% y 37.8±3.9% respectivamente. Este estudio permitió reconocer a la especie
íctica, Yamú, como el recurso con mayor potencial de aprovechamiento para el consumo
en fresco o a través del procesamiento teniendo en cuenta sus mayores valores en el
rendimiento de las fracciones aprovechables para alimentación humana.
Palabras clave: Carcasas, especies ícticas, rendimiento, procesamiento de pescados.
4 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
1.2 Abstract
Some fish species produced in Colombia have a high productive potential, but often does
not have data on yields in housing and different cuts. In this study returns are compared
in carcass (% CR) and boneless fillet (% FSH) four species produced in the department of
Meta: Bocachico, Cachama, Tilapia and Yamu. A total of 267 fish were used for all four
species, each fish were manually dissected and yield percentages were obtained with
respect to the whole fish weight. Data were analyzed by comparing means for each
species. The species with higher yields was Yamu (Bricon amazonicus) recording values
of 73 ± 3.83% and 55.3% ± 1.7%%% CR and FSH respectively while the species with
lower values was Tilapia (Oreochromis niloticus) showing values % RC and FSH 57.7% ±
3.81% and 37.8 ± 3.9% respectively. This study allowed recognize the fish species,
Yamú, such as resource utilization with the greatest potential for fresh consumption
through processing or considering their higher values in the performance of fractions
usable for human consumption.
Key words: Carcass, fish species, yield, processing of fish.
1.3 Introducción
La acuicultura ha sido uno de los sectores productivos de alimentos de origen animal que
está en crecimiento, donde existe una tendencia general a la implementación de cultivos
intensivos, los cuales en su mayoría utilizan especies como la Tilapia, la Cachama y la
Trucha. Estos cultivos a nivel de Sudamérica pueden llegar a contribuir con hasta el 70%
del volumen total de producción acuícola (FAO, 2010). En Colombia la acuicultura ha
mostrado un crecimiento considerable durante los últimos períodos, la producción
pesquera se ha incrementado en un 0.76% de 77.941 toneladas en 2009 hasta 128.742
toneladas para 2010, de las cuales los cultivos intensivos aportaron el 55.09% de a
producción total (FAO, 2011; IINCODER, 2011), mientras la producción para el año 2011
se redujo a 82.733 toneladas, de las cuales más de la mitad correspondió a las tilapias
roja y plateada, casi un 20% a las cachamas blanca y negra, cerca de un 7% a trucha,
10% a camarón, un poco más del 0,13% a cobia (Rachycentrum canadum) y el resto a
otras especies nativas y exóticas (Esquivel et al., 2014). Sin embargo, dichas
fluctuaciones en la producción se han dado sin generar información de parámetros
Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en
Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon
amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus
magdanelae)
5
importantes para procesos de transformación como lo son el rendimiento en carcasa y
los cortes de filetes a nivel industrial.
A nivel industrial el peso final de los peces es el principal interés del productor primario y
de la industria trasformadora, por lo cual son importantes los procesos productivos
(larvicultura, alevinaje y levante) y finalmente cosecha, proceso de transformación y
presentación de producto al consumidor (Santos et al., 1995). La parte útil de los peces,
también denominada cuerpo limpio, tronco limpio, o carcasa corresponde al cuerpo listo
para consumo y/o industrialización, a partir del cual se puede obtener el filete (Gomeiro et
al., 2003). El rendimiento en carcasa de los peces varía en función de algunos factores
como: especie, tamaño al sacrificio, sexo, tipo de corte, destreza del fileteador, entre
otros. Los rendimientos se calculan como un porcentaje con respecto al peso de todo el
animal (Meire, 2011). Los filetes frescos son los cortes comestibles que tienen mayor
demanda por parte de los consumidores y se definen como las masas musculares de
pescado de tamaño y forma irregulares que se separan del cuerpo mediante cortes
limpios paralelos a la columna vertebral (Avdalov, 1999). Los peces presentan desarrollo
muscular en puntos específicos durante su crecimiento, exhibiendo diferentes habilidades
en el desarrollo productivo (Macedo et al., 2008a). La evaluación del rendimiento de
algunas especies explotadas en Colombia para producción acuícola y sus características
morfológicas se convierte en punto de referencia para el análisis y direccionamiento de
estrategias productivas en pro de la calidad, competitividad, sostenibilidad y rentabilidad
del sector acuícola.
1.3.1 Cachama blanca (Piaractus brachypomus)
En términos generales la cachama blanca (P. brachypomus) es un carácido neotropical
originario de las cuencas de los ríos Amazonas y Orinoco (Mendoza et al., 2013). Se
destaca en su atractivo aspecto corporal (color plateado con aletas rojizas), que se ajusta
a los gustos y preferencias de los consumidores en las áreas urbanas. En Colombia, hay
un favoritismo por parte de los consumidores y una buena aceptación a nivel nacional por
la cachama blanca, lo cual ayuda al desarrollo y consolidación de su cultivo (González,
2001; Vásquez, 2004) y tiene una gran importancia económica para la agricultura a
escala comercial en Colombia, Brasil, Perú, Venezuela y Centroamérica (Nascimento et
6 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
al., 2010). Esta especie se puede convertir en una fuente proteica adicional a las fuentes
comunes encontradas en el mercado (INVEMAR, 2008). Otra de sus ventajas
productivas son su manejo zootécnico, ya que es apta para cultivos extensivos y semi-
intensivos, y es propicia para mono y policultivos (FAO, 2010); además de sus hábitos
omnívoros y adaptación rápida a diversas dietas que favorece las tasas de conversión
alimenticia (Salazar y Polo, 1993). La especie brachypomus, presenta menor dimensión
de la cabeza, menor capacidad abdominal y es fácil de escamar, dado que esta especie
cuenta con estas características anatómicas puede presentar mayores rendimientos en la
porción comestible con respecto al peso total y variabilidad, se han logrado valores en
rendimiento del 86% en un rango de 0,8-1,0 kg de peso (Useche y Hurtado, 1993).
1.3.2 Yamú (Brycon amazonicus)
Uno de los géneros de peces dulceacuícolas neotropicales de talla mediana, con mayor
número de especies es el Brycon (Mora, 2005). Estas especies están ampliamente
distribuidas desde el sur de México hasta la parte media de Argentina y constituyen, junto
con los géneros Chilobrycon y Henochilus, la subfamilia Bryconinae. Algunas de las
especies del género que presentan potencial son la B. amazonicus, B. cephalus, B.
hilarii, B. insignis y B. orbignyanus (FAO, 2010). El Yamú presenta dorso negro, en la
parte lateral es azul oscuro metálico y ventralmente presenta color plateado; las aletas
pectorales, pélvicas, anal y caudal son blanquecinas con bordes oscuros. Para Colombia
se han reportado alrededor de 15 especies y tres de ellas con estudios en biología y
piscicultura (Arias, 2006). Para los acuicultores la especie está siendo de interés para la
piscicultura, debido a la alta tasa de crecimiento, fácil adaptación a raciones comerciales
y tolerancia a altas densidades de producción. El Yamú alcanza de 0.7 kg a 1 kg/ año y
1.3 kg a 1.6 kg en el segundo año, mostrando aptitud para cultivos en cautiverio
(Mendonça et al., 1993). Para cultivos de B. amazonicus con densidad de 0.45 peces/m²
hasta 1.5 peces/m², la ganancia de peso final fue de 620 g hasta 942 g (Zaniboni et al.,
2009). Sin embargo, hay pocos estudios relacionados con la composición corporal
después de la cosecha en el estanque.
1.3.3 Tilapia (Oreochromis niloticus)
Presenta cuerpo fusiforme con compresión lateral uniforme, el nombre común es tilapia
para especies de peces cíclidos, que originalmente se extendió desde centro - sur de
Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en
Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon
amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus
magdanelae)
7
África hasta el norte de Siria (Boscolo et al., 2001). Los Cíclidos son bien conocidos
como peces de acuario por su gran capacidad de adaptación a los nuevos ambientes.
También muestran un comportamiento reproductivo especializado, muy relacionado con
su compleja biología evolutiva (Toledo y García, 2000). Se cultiva en todo el mundo, pero
la tilapia del Nilo (Oreochromis niloticus), tilapia mossambica (O. mossambicus), la tilapia
azul (O. aureus), O. maccrochir, O. hornoru, O. galilaeus, Tilapia zillii y T. rendalli son las
especies que se han establecido comercialmente (El-Sayed, 1999). La especie
Oreochromis spp., posee buenas características para el cultivo y el consumo. El cultivo
de la O. niloticus se encuentra en producción de tipo extensivo y semi-intensivo, tanto
para monocultivo como para policultivo, obteniéndose mediante su cultivo producciones
alrededor de 8,5 ton/ha al año (Boscolo et al., 2001). Resiste a muchas enfermedades,
tolera bajas concentraciones de oxígeno y consume una gran variedad de alimentos
(Moreno et al., 2000). Esta especie llega a valores inferiores al 42% de rendimiento de
filete (Diodatti et al., 2008).
1.3.4 Bocachico (Prochilodus magdalenae)
Poseen un cuerpo alargado y comprimido, cabeza pequeña, ancha, de perfil ligeramente
convexo. Su boca es alargada y protráctil, los dientes del maxilar superior son tricúspides
y posee dientes más pequeños en el maxilar inferior., presentan escamas grandes y
ásperas, con una espina eréctil delante de la aleta dorsal. El dorso es grisáceo, los lados
plateados y el vientre rosado; la cola es oscura en la mitad y rojiza en los extremos, los
extremos de las aletas pectorales, pélvicas y anales también son rojizas; el género
comprende 33 especies aproximadamente, estas alcanzan un tamaño de 50 cm y un
peso máximo de 3kg. El hábitat natural del bocachico está en ciénagas, lagos y migran
en la época de reproducción por canales, ríos, en donde realiza sus desoves. Este pez
es de fácil manejo, adaptándose a las condiciones de cultivos mixtos con otras especies
como cachama o mojarra roja o policultivo de las tres especies (Millán, 2003; Sanabria,
2012).
8 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
El conocimiento de la composición corporal permite caracterizar y evaluar el potencial
que tendrían las especies acuícolas colombianas para la industrialización, los
rendimientos podrían establecer la relación de el filete con la carcasa. El objetivo del
presente trabajo fue evaluar los porcentajes de rendimientos en carcasa y en filete de
cuatro especies: P. brachypomus, B. amazonicus O. niloticus y P. magdalenae debido a
que hay pocos estudios que aporten estos datos para especies cultivadas en Colombia.
1.4 Materiales y métodos
Se utilizaron aproximadamente 50 kilogramos de las especies: bocachico (P.
magdalenae), cachama (P. brachypomus), tilapia (O. niloticus) y Yamú (B. amazonicus)
obtenidos de la Asociación de Acuicultores de los Llanos Orientales ACUIORIENTE. Los
peces de cada especie fueron producidos bajo las mismas condiciones de nutrición y
manejo (tratamiento de agua, sanidad, alimentación y cosecha). Los ejemplares fueron
retirados de sus respectivos estanques y los peces fueron aturdidos mediante shock
térmico utilizando agua con hielo, los pesos promedio por animal se reportan en la Tabla
1-1.
Tabla 1-1: Peso promedio para cada ejemplar.
Peso (g)* Numero de muestras (n)
Cachama 911 ± 238 30
Yamú 431 ± 66 112
Tilapia 516 ± 200 80
Bocachico 962 ± 124 45
*Datos expresados en términos de media y desviación estándar.
Los animales fueron trasladados y diseccionados en la planta de carnes del Instituto de
Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia Sede
Bogotá, utilizando 267 peces en total para las 4 especies, cada individuo fue
diseccionado manualmente según la metodología de Mora, 2005. Figura 1-1.
Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en
Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon
amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus
magdanelae)
9
1.4.1 Recepción y pesaje
Se observó la apariencia general del pescado; cabe anotar que la piel y la carne deben
presentar un color homogéneo sin decoloraciones. Después se toma la talla y el peso de
manera individual como referente de la especie. El pescado fue almacenado a
temperatura de refrigeración (4 ± 2 °C).
1.4.2 Eviscerado y obtención del filete.
Mediante un cuchillo de acero inoxidable y afilado, se retiraron las escamas, sin romper o
afectar la piel. Para el eviscerado se procede a hacer un corte recto desde la primera
aleta dorsal hasta el tronco de la cola, quedando visibles las vísceras del pescado y se
extraen las vísceras las cuales fueron pesadas y tomadas como residuo.
Figura 1-1: Esquema de adecuación y obtención de carcasas y filetes de pescado
10 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Para obtener el filete se realizaron cortes manuales longitudinales con cuchillo de acero
inoxidable en la musculatura dorsal a lo largo de toda la extensión de la columna
vertebral, a fin de obtener dos medios filetes correspondientes a ambos lados del
pescado (Figura 1-2).
1.4.3 Corte de aletas y descabezado
Primero fue cortada la aleta dorsal, esta se corta en forma de media luna; se prosigue
con las aletas pectorales y se termina con la aleta caudal, la cual se separa del lóbulo
inferior. El descabezado se efectuó con un corte en sentido dorso ventral lo más cerca
posible del opérculo, cortes limpios y oblicuos, sin destruir o lesionar la carne.
1.4.4 Obtención de Carcasa
Cuando se ha realizado el eviscerado, el corte de cabeza y aletas, se obtiene el cuerpo
listo para el consumo y/o industrialización y se denomina carcasa. La carcasa está
constituida fundamentalmente por hueso, músculo y grasa (Figura 1-3).
El corte fue realizado por una única persona y se mantuvo el filete con piel para
proporcionar firmeza al músculo. Se obtuvo el rendimiento en carcasa (%RC) y el
rendimiento en filete sin hueso (%FSH) con respecto al peso del pescado entero, según
las siguientes formulas:
Figura 1-2: Filete obtenido de la especie cachama
Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en
Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon
amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus
magdanelae)
11
Peso Carcasa (PC) = Peso pescado entero (PE) – (Vísceras + aletas + cabeza)
%RC = (PC/PE) * 100
%FSH = RC - Residuo (esqueleto de pescado) * 100
Figura 1-3: Diferentes cortes en pescado
1.5 Diseño estadístico
Para el análisis estadístico de los datos se realizó una comparación de medias por medio
de un análisis de varianza en donde se contrasto la fuente de variación comprendida por
las diferentes especies y el comportamiento de las variables respuesta. Para el análisis
estadístico se utilizó el programa SAS SYSTEM 9.2 versión 6.1.7601.
1.6 Resultados y discusión
Los valores obtenidos (en porcentaje) de los residuos generados en el procesamiento se
muestran en la Tabla 1-2. A partir de estos se determinaron los parámetros de
rendimiento (%RC y %FSH).
12 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Tabla 1-2: Peso residuos de los proceso de obtención de carcasas y filete
Residuos (%)*
Cabeza Vísceras Aletas Hueso
Cachama 23.33 ± 1.76 8.41 ± 1.26 1.22 ± 2.15 14.12 ± 3.07
Yamú 13.76 ± 1.26 7.19 ± 1.06 7.19 ± 1.40 11.58 ± 1.26
Tilapia 29.78 ± 2.60 6.31 ± 1.33 10.26 ± 1.80 9.45 ± 1.30
Bocachico 20.64 ± 2.95 6.25 ± 1.55 7.11 ± 1.28 11.53 ± 1.59
*Datos expresados en términos de media y desviación estándar.
La Tilapia presentó el mayor valor para peso en residuo de cabeza en comparación con
el Yamú, presentando valores de 29.78% y 13.76%, respectivamente. Esto trae como
consecuencia la reducción de la parte comestible porque al presentar esta característica
produce bajos rendimientos con respecto al peso total. En estudios como el de Souza et
al. (2000), el reporte en rendimiento para tilapia fue de 24.79% a 32.53% con diferentes
tipos de corte de cabeza y categorías de peso mostrando una relación inversa entre el
tamaño de cabeza y el rendimiento, siendo un indicador del rendimiento en carcasa el
tamaño de la cabeza según la especie de pescado (Gomeiro, 2003). El peso y el
tamaño de cada especie determina las diferencias en características morfológicas como
en este caso el valor en porcentaje de vísceras, siendo superior para la especie P.
brachypomus con un 8.41±1.26% en comparación con las demás especies.
El análisis de varianza mostró que no existieron diferencias estadísticamente
significativas para Cachama y Bocachico en las dos variables de rendimiento analizadas
(%RC y %FSH) (P>0.05), y se observó que la especie con mayores rendimientos fue
Yamú en %RC y %FSH con 73.00% ± 3.83 y 55.30% ± 7.01 respectivamente,
mostrando una diferencia significativa con la especie Tilapia que muestra menores
rendimientos con 57.70% ± 3.81 y 37.80% ± 3.90 respectivamente (Figura 1-4).
Evaluación de rendimiento corporal de cuatro especies de peces cultivados en
Colombia: Cachama (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon
amazonicus),Tilapia (Oreochromis niloticus) y Bocachico (Prochilodus
magdanelae)
13
Figura 1-4: Rendimiento de carcasa (%RC) y Rendimiento de filete sin hueso (%FSH)
Donde (n) es el número de muestras. Superíndices diferentes en cada fila indican diferencias significativas (p <0.05).
Rendimiento de carcasa (%RC) y Rendimiento de filete sin hueso. Estas variaciones en
rendimientos reflejan la falta de estandarización en el método de fileteado, y tampoco
está definido el rendimiento de las diferentes especies de peces según su rango de peso
(Souza y Maranhão, 2008). Estos valores son similares a los obtenidos por Rojas et al.,
(2011), quienes encontraron valores en carcasa para O. niloticus que fluctuaron de
59,13% a 63,69% y Souza y Maranhão (2008) reportaron valores de 36,84% para
rendimiento en filete en O. niloticus, también Itabirano (2006) en filete encontró para
Oreochromis spp. un valor promedio de 31%. Igualmente es conocido que el rendimiento
en carcasa es muy variable entre especies, lo cual está determinado por una serie de
factores como la estructura ósea, el volumen visceral y el tamaño de la cabeza (Méndez
et al., 2011). Los peces fusiformes presentan rendimientos promedios de 54%, debido a
la masa muscular cilíndrica, mientras que los peces que tienen características alargadas
son especies con rendimientos inferiores a 42%, como es el caso de la tilapia (Faria et
al., 2008; FAO-Incoder, 2011).
Los rendimientos encontrados en la especie Yamú (B. amazonicus) fueron superiores a
lo encontrado por Gomeiro et al., (2003) para el Brycon cephalus quienes reportaron
peces de pesos promedio de 840 g. con rendimientos de 65,67% en carcasa y 36,61%
14 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
en filete, los valores promedios obtenidos en rendimiento de carcasa por Macedo et al.,
(2008b) fueron del 76,92%.
1.7 Conclusiones
Los parámetros de interés para la industria piscícola nacional como el rendimiento en
carcasa y en filete son afectados por el porcentaje que representan partes anatómicas
del cuerpo entero del pescado como la cabeza, las aletas y las vísceras, por lo tanto las
especies con menores valores representados por estas partes anatómicas constituirán
las mejores opciones de aprovechamiento de los recursos dulce acuícolas del país.
Teniendo en cuenta lo anterior y los datos de rendimiento de este estudio, la especie
Yamú tiene el mayor potencial para su comercialización en filetes, mientras que la tilapia
analizada en este caso debe considerarse, además de su actual uso para consumo en
filete, para procesos de transformación debido a sus bajos rendimientos.
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2. Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia.
2.1 Resumen
Las propiedades funcionales son las características no nutricionales de la carne que
condicionan su utilidad, ya sea en procesos de transformación o contribuyendo en los
atributos del alimento. De estas propiedades derivan características fisicoquímicas que
se ven afectadas durante el procesamiento, almacenamiento, preparación y consumo. El
presente estudio tuvo como objetivo evaluar capacidad de retención de agua (CRA) y
fuerza de gel (FG) de las especies Cachama blanca (Piaractus brachypomus), Yamú
(Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus magdalenae), donde cada lote de
especies fue procesado para su posterior análisis en cada variable. Este estudio mostro
que la variedad Bocachico presenta una mejor CRA con un valor de 61.09% en
comparación con las demás especies Cachama y Yamú con 54.93% y 42.33%
respectivamente; adicional a ello también para la misma especie en la variable FG
existen diferencias significativas frente a las otras dos especies Cachama con valores de
26.94 ± 9.21 y Yamú con 22.57 ± 3.88, lo que nos muestra que cada tipo de especie
tendría cualidades para la elaboración de productos cárnicos. Este tipo de observaciones
favorece el conocimiento acerca del comportamiento tecnológico de la carne en
Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus
brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia
19
variedades como la Cachama o Yamú que permite su uso en derivados cárnicos
provenientes de la pesca.
Palabras claves: Caracterización funcional, Especies ícticas, proteínas de la carne, pH.
2.2 Abstract
The functional properties are non-nutritional characteristics of meat that determine their
usefulness, either processed or contributing attributes of food. Of these properties derived
physicochemical characteristics that are affected during processing, storage, preparation
and consumption. This study aimed to assess water holding capacity (WHC) and gel
strength (GS) in White Cachama species (Piaractus brachypomus), yamú (Brycon
amazonicus) and Bocachico (Prochilodus magdalenae), where each batch of species was
processed for further analysis for each variable. This study showed that the variety has
better Bocachico WHC with a value of 61.09% compared to Cachama and Yamu with
54.93% and 42.33% respectively; Further it also for the same species in varying GS
significant differences versus the other two species with values Cachama 26.94 ± 9.21
and 22.57 ± 3.88 Yamu, this shows that each type of species have properties for the
production of meat products. Such observations promotes knowledge about technological
behavior of meat varieties like Yamu or Cachama allowing be used in meat derived from
fishing.
Keywords: Functional characterization, aquatic species, meat proteins, pH
2.3 Introducción
El pescado y los productos pesqueros representan una fuente excelente de proteínas y
nutrientes esenciales que ayudan a tener una nutrición equilibrada y disfrutar de buena
salud. En 2009, el pescado representó el 16.6 % del aporte de proteínas animales que
consume la población mundial y el 6.5% de todas las proteínas consumidas. El pescado
proporciona en promedio a unos 3.000 millones de personas más o menos un 20% de
proteína (FAO, 2012). Se ha reportado que para el primer semestre del año 2012 para
Colombia se estimó una producción piscícola de 28.454 t destacando la producción del
departamento de Huila con un aporte de 16.158 t, seguido de Tolima con 2.159 t y Meta
20 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
con un registro de 2.120 t (CCI, 2012). Colombia se halla entre los países más
biodiversos del mundo, donde prevalece el alto número de especies de peces, algunos
con importancia ecológica y otros con potencial acuícola, tanto para consumo como para
cultivo de ornamentales (Baptiste et al., 2010).
Las propiedades funcionales son generalmente controladas por la composición y
estructura de las proteínas y sus interacciones entre sí y con otras sustancias,
dependiendo principalmente de las proteínas miofibrilares; entre las diferentes proteínas
miofibrilares, la miosina es la responsable de un número de propiedades, tales como la
gelificación y retención de agua (Warner 2014). La capacidad de retención de agua está
definida como la habilidad de la carne para retener sus propios líquidos durante la
aplicación de fuerzas externas; dado que para el consumidor los parámetros más obvios
de la calidad son: textura, suavidad y jugosidad la medida de la capacidad de retención
de agua (CRA) en músculo es una manera útil y eficaz para lograr una descripción de los
cambios de calidad en alimentos y productos alimenticios (Bertram et al., 2006; Pearce et
al., 2011); durante el proceso de transformación, la carne es sometida a diferentes
temperaturas como de refrigeración, congelación y es sometida a tratamientos térmicos,
lo que ocasiona pérdidas de agua afectando el rendimiento del producto. La CRA incluso
se ha utilizado como medida de la calidad y para la caracterización de desnaturalización
de la proteína (Wu y Sun, 2013). En la carne de pescado existe una relación entre los
cambios microestructurales del musculo y los cambios de CRA, además de las
diferencias de pH durante los cambios postmortem; las fuerzas electrostáticas que
ayudan a mantener la separación de los miofilamentos se reducen cerca del punto
isoeléctrico de las proteínas. Cuando las fuerzas de repulsión se ven disminuidas, el
espacio entre los filamentos gruesos (miosina) y delgados (actina) se reduce, el resultado
es una pérdida de espacio dentro de las miofibrillas para el agua. Por lo tanto, el agua es
expulsada de las miofibrillas a los espacios extra-myofibrilares donde el agua es
fácilmente expulsada (Huff 2009).
Además una carne que posea poca capacidad de retención de agua es considerada de
baja calidad como en la industria de embutidos ya que no presentara una estabilidad en
las emulsiones, provocando así la separación de agua y grasa, afectando la calidad del
producto (Rengifo y Ordoñez, 2010).
Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus
brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia
21
La desnaturalización de proteína principalmente miofibrilar, la agregación y la
disminución de la funcionalidad de la proteína, influyen en una reducción de la capacidad
de retención de agua y en cambios de textura (Pearce et al., 2011). Otras condiciones
como el pH y la fuerza iónica que intervienen en las interacciones con proteínas y agua,
tiene efecto sobre la capacidad de retención de agua (CRA) ya que el mecanismo de
fijación de agua se ha establecido por las repulsiones electrostáticas entre las proteínas
miofibrilares (miofilamentos) cargados o los efectos osmóticos causadas por la
distribución desigual de iones dentro de la red miofibrilar produciendo una hinchazón de
las miofibrillas o en algunos casos con el uso de sales, a un bajo o alto pH, incluso se da
una solubilización parcial de filamentos, por las repulsiones entre las moléculas
individuales(Ramos, 2005; Pearce et al., 2011). Las fuerzas que causan la hinchazón son
los puentes cruzados de actomiosina entre los filamentos y líneas Z a nivel de la fibra
entre los elementos estructurales (Puolanne y Peltonen, 2013). La cantidad de agua
ligada se determina por la carga neta de las proteínas causando una repulsión que
aumenta la unión, y por el número y la fuerza de puentes cruzados que limitan la unión
(Puolanne y Halonen, 2010; Liu et al., 2011).
La fuerza de gel se establece como la habilidad que tiene la proteína para formar gel. El
estado de gel constituye un estado intermedio entre el estado sólido y líquido. Una vez
que el estado de unión intermolecular llega a un punto donde se forma una red continua
se desarrolla, la propiedad macroscópica de elasticidad y el sistema se considera un gel.
La funcionalidad de la proteína con relación a la gelificación se puede dividir en los
factores que determinan la formación de gel y las propiedades físicas del gel (Foegeding
y Davis 2011).Para la formación de geles a partir de proteína miofibrilar es necesario que
la miosina y actina se solubilicen (Álvarez, 2002), la miosina es abundante en las
proteínas musculares y juega un papel clave en el desarrollo de gel, puede llegar a
afectar las propiedades reológicas y texturales tanto del pescado como de los derivados
cárnicos pesqueros (Kuwahara y Konno 2010). La formación de gel involucra la
desnaturalización parcial de la proteína, seguido por la agregación irreversible formando
una red tridimensional. Las propiedades de gelificación se correlacionan entonces con los
cambios conformacionales de las proteínas y los enlaces intermoleculares. (Liu et al.,
2010). También es necesario tener en cuenta que las diferentes variedades de pescados
pueden responder con facilidad o dificultad a la inducción de formación del gel (Chávez y
22 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Llerena, 2003). Para entender las propiedades de gelificación de la proteína muscular, es
necesario examinar cómo reaccionan la miosina y la actina en diferentes especies y
cómo las propiedades físico-químicas, como pH, fuerza iónica, parámetros de
procesamiento, concentración de proteína, tasa de calefacción, la temperatura, la
presión, las interacciones de proteína miofibrilar con grasa y aditivos influyen en la
textura de gel (Álvarez, 2002; Zhang et al., 2010; Sun y Holley, 2011). La miosina
comprende 43 % a 45 % de las proteínas miofibrilares en los tejidos musculares de los
peces y se caracteriza por una región globular de doble cabeza y una cola helicoidal y la
actina constituye aproximadamente un quinto de todas las fibras musculares y tiene una
forma fibrilar polimerizada conocido como F-actina (Delbarre et al., 2006). La formación
de redes miofibrilares se puede representar por tres etapas: modificación de la estructura
nativa por sales neutras; desnaturalización térmica y la agregación desplegada a través
de enlaces covalentes y no covalentes para formar una red tridimensional (Benjakul et
al., 2001; Ganesh et al., 2006). La solubilización de las proteínas en forma parcial se
produce al añadir sales produciendo así la ruptura de enlaces iónicos entre proteínas
miofibrilares y las proteínas incrementan su afinidad por el agua y estas se van
disolviendo. A medida que se van solubilizando las proteínas, tiene lugar el fenómeno de
repolimerización de la actomiosina por la interacción de la miosina con los filamentos de
actina, que determina la gelificación (Prates, 2002). Al solubilizar la proteína miofibrilar
mezclada con cloruro de sodio se forma una pasta viscosa, con la que se puede
establecer diferentes tipos de enlaces responsables de la formación del gel (Álvarez,
2002). Los autores Sun y Holley (2011) informaron que la capacidad de gelificación de la
miosina y la formación del gel definitivo se consigue una vez solubilizada la proteína por
la aplicación de tratamiento térmico, aunque si éste no se realiza se puede llegar a
formar un gel utilizando temperaturas incluso de refrigeración durante tiempos
prolongados. Dependiendo de la temperatura y del tiempo utilizado en el tratamiento
térmico se establecen diferentes tipos de enlaces que dan lugar a la formación de
distintos tipos de gel final (Xiong, 2014).
Se encuentra poco del comportamiento funcional de especies piscícolas colombianas, en
general, las propiedades de fuerza de gel (FG) y capacidad de retención de agua (CRA)
de las especies como Cachama (Piaractus brachypomus), Bocachico (Prochilodus
magdalenae) y yamú (Brycon amazonicus) no han sido bien documentadas, por lo tanto
el objetivo de este estudio fue la determinación de las propiedades funcionales en las
Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus
brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia
23
tres especies de pescado. Este tipo de conocimiento proporciona informa acerca de la
idoneidad de especies acuícolas para ser usadas en diferentes procesos tecnológicos
para el desarrollo de productos de la pesca.
2.4 Materiales y métodos
2.4.1 Obtención de la materia prima
Las tres especies de pescados (P. brachypomus, P. magdalenae, B. amazonicus) fueron
obtenidas de la piscícola "La Margarita" Ubicada en el Km 10, Vía Villavicencio-Acacias.
Los peces tenían 7 meses de edad, fueron alimentados con concentrado comercial,
criados en estanques de 1 hectárea junto con Tilapia. El peso promedio de todos los
pescados estuvo entre 1,2 y 1,8 Kg. Los pescados fueron trasladados en cavas con hielo
a la Universidad Nacional de Colombia - Sede Bogotá, todos los pescados fueron
lavados, fileteados y cortados en trozos pequeños en la planta de carnes del Instituto de
Ciencia y Tecnología de Alimentos-ICTA. Después fueron llevados a refrigeración a 4°C
aproximadamente para su posterior utilización.
2.4.2 Determinación de la capacidad de retención de agua (CRA)
En el análisis de CRA fue usado el método de compresión a partir del procedimiento
Grau y Hamm, modificado por Van et al., (1994), se colocó aproximadamente 0.3 g de
muestra de carne a una temperatura de 4±2°C entre dos papeles de filtro Whatman
grado 1. Se sometió a una fuerza mecánica de 35.15 kg/cm² durante 1 min con un
analizador de textura TA-X T2i (Stable Micro Systems, Surrey, Reino Unido), utilizando
una sonda de compresión tipo plato P40. Después de la compresión los papeles de filtro
se separaron del plato, la compresión produjo dos círculos; un círculo interior
correspondiente al área de la carne y un círculo exterior correspondiente a la superficie
total de agua expulsada. Figura 2-1.
24 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Figura 2-1: Determinación de la capacidad de retención de agua. (a) Muestra de Cachama, (b) Muestra de Bocachico, (c) Muestra de Yamú
Las áreas de los dos círculos se determinaron por análisis de imagen y el área entre los
dos círculos trazados en el papel de filtro se definió como la cantidad de agua libre en la
carne (Zamorano y Gambaruto 1997). Fueron utilizados 8 pescados para cada especie
se analizaron 6 muestras, el resultado de cada muestra se registra y el porcentaje de
capacidad de retención de agua fue calculado así (ver Ecuación (2.1)):
M=área de la carne aplanada y T=área del agua expulsada
%𝑪𝑹𝑨 = (𝑴
𝑻) × 𝟏𝟎𝟎 (2.1)
Los croquis obtenidos fueron digitalizados y por medio de la herramienta de análisis
medir fue utilizando el software Adobe Acrobat Profesional® pro extender 9 de donde se
obtuvieron los datos de las áreas.
2.4.3 Determinación de fuerza de gel
Las piezas de carne con piel de 40 g cada una se colocaron en una mezcladora
(Osterizer blender) durante 30 s a velocidad alta (aprox. 4500 rpm), esta es mezclada
con una solución que se preparó al 2.5% de NaCl (a una concentración final de 0.5 M),
en 50 ml de agua destilada. La solución se vertió en frascos de vidrio de 25 mm de
diámetro y 30 mm de alto. Las mezclas se incubaron en un baño de agua termostatado
por 30 min a 70ºC, calentándose gradualmente de 1°C/min desde la temperatura
ambiental hasta 70°C para inducir la gelificación, seguido de esto se dejaron en reposo
durante 24 horas a temperatura ambiente (Figura 2-2).
M
T
Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus
brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia
25
Figura 2-2: Proceso preparación de muestras para análisis de FG. (a) Muestra de carne pesada, (b) solución salina al 0,5 M, (c) muestra ya homogenizada
Las muestras de los geles tuvieron 2.8 cm de alto x 3 cm de diámetro en forma de
cilindro de cara plana, de esta manera se utilizaron para análisis en texturómetro donde
se midió la resistencia física del gel mediante la prueba de punción según el
procedimiento Abugoch et at., (2006). Los geles formados se colocaron en una base y se
penetraron desde la superficie del gel con un vástago de metal (sonda P/4 de 4 mm de
diámetro) a una velocidad de 1.66 mm/s, fuerza de 0.049 N, las muestras de tamaño
estándar se penetran hasta un 25% de su altura original. Se analizaron diez repeticiones
en un Texturometro TA-X T2i Stable Micro Systems, para determinar la dureza del gel. La
resistencia del gel de la muestra es expresada en g/cm.
2.4.4 Medida de pH
El pH se determinó mediante un homogeneizado de la muestra en agua destilada en
proporción de 1:10 y se procedió a medir con un pH-metro marca Jenway 3540 (Reino
Unido) según la metodología de Figueroa et al., (2006).
2.4.5 Análisis estadístico
Se realizó un análisis de varianza con un nivel de significancia (p<0.05) y se realizó la
prueba no paramétrica de Kruskal Wallis para determinar la existencia o no de una
26 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
diferencia estadística entre Cachama, Yamú y Bocachico. Los resultados obtenidos
fueron analizados con el software Matlab R2012a (versión 7.14.0.739)
2.5 Resultados y discusión
Los porcentajes obtenidos para la variable CRA no muestran diferencias
estadísticamente significativas entre las variedades de pescados (P>0.05) (Figura 2-3).
Sin embargo fueron obtenidos valores superiores en la variedad Bocachico con un
porcentaje de 61.09%, la razón de esto podría ser las diferencias en el pH del músculo
que presento el Bocachico con respecto a las demás especies, lo anterior siguiendo el
concepto de a mayor pH se alejan las proteínas de su punto isoeléctrico (5.0 - 5.5)
generando que la CRA aumente lo cual mejora la habilidad de la carne para retener agua
en su interior, incrementando los valores de funcionalidad tecnológica de las proteínas
(Puolanne y Halonen 2010).
Figura 2-3: Porcentaje de CRA para cada variedad de pescados
Cada valor representa el promedio de diez repeticiones. Columnas con letras minúsculas
diferentes indican diferencia significativa (P≤0.05).
El porcentaje de CRA es superior en la variedad Bocahico al compararse con los valores
reportados en el estudio de (Macias et al., 2006) para trucha arcoíris Oncorhynchus
mykiss variedad danesa con 54.65% y un pH de 6.58; normalmente el pH no presenta
una reducción significativa en los procesos post mortem debido a que el contenido de
glucógeno es menor en la carne del pescado llegando muy cerca de la neutralidad
teniendo efecto en la pérdida de agua máxima que se alcanza cuando la célula muscular
0
20
40
60
80
100
Cachama yamú Bocachico
% C
RA
Variedad de pescado
a a
a
Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus
brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia
27
se reduce debido a la desnaturalización de la miosina y la ampliación de los espacios
extracelulares. Con respecto a los valores expresados para la variedad Cachama con un
54.93% de CRA son cercanos a los valores encontrados en el estudio de García et al.,
(2013) para carpa (Cyprinus carpio) reportaron valores de 67.5% pero menor si es
comparado con Yamú ya que este arrojo valores de 42.33% respectivamente.
Aunque algunas diferencias observadas en CRA se pueden explicar por las diferencias
de pH (Tabla 2-1), es posible que se deba a la estructura de las fibras (sistema de
miofibrilar) que componen el musculo de pescado, ya que podría variar en cada especie.
Los cambios estructurales post-mortem, como desprendimiento del sarcolema pueden
contribuir en la capacidad de retención de agua. Se ha planteado que la degradación
post-mortem de los peces implica una degradación proteolítica temprana relacionada las
estructuras miofibrilares seguida de la degradación de las redes de tejido conectivo
perimisial y endomisio en las últimas etapas post-mortem. (Olsson et al., 2003).
Tabla 2-1: Valores promedios de pH para cada una de las especies
pH
Cachama 6.5±0.026
Yamú 6.42±0.023
Bocachico 6.62±0.013
El pH del músculo de las variedades estudiadas oscilaron entre 6.6 y 6.4, estas
variaciones en el pH post mortem dependen principalmente al contenido de glucógeno en
el músculo del pescado, el cual varía entre las distintas especies, como dentro de la
misma especie (Sun y Holley 2011). Se ha reportado que un pH alrededor de 6.0 es
óptimo para la gelificación inducida por calor dado que las proteínas se cargan positiva o
negativamente a pH inferior o superior a su punto isoeléctrico, respectivamente. Lo que
conlleva a un aumento en la repulsión electrostática entre las moléculas de proteína y la
hidratación de residuos cargados. Esto a su vez, aumenta la solubilidad de las proteínas
(Yongsawatdigul y Park 2004). La funcionalidad y la estructura de los geles se
28 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
determinan por el tipo y número de interacciones proteína-proteína, agregación y
disposición de proteínas desplegadas (Paker et al., 2013). Sin embargo cuando el pH
aumenta por encima del valor de pH de 6.0 la temperatura de transición de la miosina
disminuye y esto se asocia con la desestabilización de proteínas y en consecuencia se
producen geles débiles (Lefevre et al., 2002).
Para fuerza de gel (FG) se encontraron diferencias estadísticamente significativas
(p<0.05) (figura 2-4). La variedad Cachama presento la mayor fuerza de gel con un valor
de 26.94 ± 9.21 g.cm, seguido de Yamú con 22.57 ± 3.88 g.cm y con un valor 10.45 ±
2.25 g.cm para Bocachico, respectivamente. Pero cada uno de estos datos son inferiores
al ser comparados con estudios en pescados de agua dulce los cuales reportan datos de
1027 g.cm según Ganesh et al., (2006) quienes evaluaron fuerza de gel en la especie
(Cyprinus carpio) Carpa común; este comportamiento es similar a lo descrito por Mehta
et al., (2014) donde reportaron para tres especies de carpas de la india valores de
586.5±38.22 g.cm para Catla catla (C. catla), 394.9±51.97 g.cm para Labeo rohita (L.
rohita) y valores de 561.6±19.22 g.cm en Cirrhinus mrigala (C. mrigala); de igual forma lo
encontrado por Murthy et al., (2011) quienes evaluaron fuerza de gel en tilapia
(Oreochromis mossambicus) obtienen valores de 569.39 g.cm los cuales no son lejanos
de los reportados por los autores ya nombrados.
Figura 2-4: Fuerza de gel para cada variedad
Cada valor representa el promedio de diez repeticiones. Columnas con letras minúsculas
diferentes indican diferencia significativa (P≤0.05).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
Cachama Yamu Bocachico
FG (
g.cm
)
Variedad de pescado
a
a
b
Evaluación de las propiedades funcionales en Cachama blanca (Piaractus
brachypomus), Yamú (Brycon amazonicus) y Bocachico (Prochilodus
magdalenae) provenientes de los llanos orientales de Colombia
29
La tendencia de valores bajos para la propiedad de fuerza de gel en las tres variedades
(Cachama, Yamú y Bocachico) estuvo influenciada por propiedades intrínsecas tales
como el tipo de músculo, así como las condiciones utilizadas durante el ensayo como el
pH, la fuerza iónica, la velocidad de calentamiento y la temperatura. Igualmente las
proteínas de pescado difieren en su capacidad para entrecruzar enlaces y formar una
estructura de red; además se ha reportado que la formación del gel puede variar de una
especie a otra y en el comienzo de la desnaturalización de las proteínas musculares.
(Ramírez 2011; Sun y Holley (2011).
2.6 Conclusiones
La utilización de carne de pescado depende de la comprensión de su composición y
propiedades de la carne, donde las evaluaciones del comportamiento tecnológico darán
una mayor percepción del uso de la carne para transformación en productos cárnicos. Es
conocido que los procesos de conversión de músculo a carne desencadenan una serie
de eventos químicos, que culminan en la manifestación de unas características que
asumirá el producto cárnico final.
La capacidad de retención de agua de la carne es importante dada la asociación
existente entre la calidad de la carne cruda y la cantidad de agua perdida durante
procesos de fuerza mecánica, indicando que el parámetro CRA presenta una relación
con el agua perdida desde el interior de la carne. Es de resaltar el porcentaje de CRA del
Bocachico ya que obtuvo la mejor CRA, esto es atribuible al tipo de estructura de las
fibras que componen el musculo que dan un mayor espacio miofibrilar favoreciendo la
retención de agua. Es favorable este tipo comportamiento cuando se realicen procesos
de transformación o cuando el producto final llegue al consumidor. Por todo lo anterior,
se destaca la importancia de la evaluación de este parámetro ya que permite dilucidar el
comportamiento de la materia prima cárnica de pescado.
La capacidad de formación de gel de carne fresca de las variedades Cachama y Yamú
forman geles firmes y elásticos, esta propiedad se verá reflejada en la textura del
producto cárnico de carne de pescado. Lo que determina que existieron interacciones
más favorables proteína-proteína produciendo un gel con una red tridimensional mejor
30 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
ordenada. El comportamiento de la carne de este tipo de especies de peces manifiesta
su utilidad en procesos de producción de productos derivados de la pesca.
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34 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos
de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Zhang, Y. H., Tang, C. H., Wen, Q. B., Yang, X. Q., Li, L., and Deng, W. L. (2010).
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3. Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
3.1 Resumen
Este trabajo se centra en el estudio de medición de características físicas como la textura
y el color las cuales fueron medidas instrumentalmente. Esto se realizó en dos productos
cárnicos tipo “Luncheon fish” elaborados a base carne de pescado de especies
dulceacuícolas como el Yamú (Brycon amazonicus) y la Cachama (Piaractus
brachypomus). Para la evaluación del perfil de textura se utilizó un texturometro para la
aplicación de la prueba de análisis de perfil de textura - TPA y la determinación
instrumental de color fue realizada en la superficie del producto por medio de un
colorímetro. Los resultados indicaron para textura diferencias significativas (P<0.05)
solamente en las variables dureza y cohesividad presentándose mayores valores para
estas variables en el producto a base de carne de cachama. De manera similar la
determinación de color, presentó diferencias significativas (P<0.05) entre los productos
cárnicos elaborados mostrando valores superiores de las coordenadas colorimétricas L*
y b* para el producto a base de carne de yamú mientras la coordenada a* mostro valores
superiores en el producto a base de carne de cachama. Estas diferencias halladas en
color y en textura fueron atribuidas principalmente a los valores composición de las dos
fuentes de carne de pescado en términos de humedad, grasa, proteína y cenizas, valores
que evidenciaron un mayor nivel de humedad y grasa, así como un menor nivel de
proteína en la carne de yamú, lo cual pudo generar los menores valores de dureza y
cohesividad en el producto cárnico, así como los mayores valores para las coordenadas
L* (debido al mencionado mayor nivel de humedad) y b* (por el aporte de componentes
36 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
amarillos causado por los mayores niveles de grasa). Los resultados indican que la carne
de las especies utilizadas en este estudio cuentan con aptitud para la elaboración de
productos cárnicos procesados tipo luncheon fish, especialmente la carne de cachama, la
cual mostro en términos de textura y color los valores cercanos a los reportados para
productos cárnicos similares.
Palabras claves: producto cárnico, color, análisis de perfil de textura, luncheon fish.
3.2 Abstract
The aim of this work was compare texture and color characteristics in a “luncheon fish”
meat product made from yamú (Brycon amazonicus) and Cachama (Piaractus
brachypomus) flesh. Texture profile analysis and colorimetric determinations were made
with texturometer analyzer and Hunter colorimeter on luncheon fish surface. The results
showed significant differences (P<0.05) only in hardness and cohesiveness with higher
values for both variables in cachama luncheon fish. In color results were obtained similar
behavior with significant differences between luncheon fish from yamú and from cachama
(P<0.05), with higher values in L* and b* in yamu luncheon fish while a higher value in a*
was obtained in cachama luncheon fish. Differences should be explained on base of
compositional characteristics in moisture, protein and ash, with higher values in moisture
and fat and lower values in protein, all in yamú flesh which affect directly textural
response and colorimetric values. In conclusion, both species flesh can be used in
luncheon fish obtaining, specially cachama flesh but it showed textural and colorimetrical
values closer to commercial meat products.
Keywords: meat product, color, texture profile analysis, luncheon fish.
3.3 Introducción
La incorporación de tecnologías para la elaboración de productos provenientes de la
pesca tiene como finalidad ofrecer al mercado nuevos productos de tipo pasta de
pescado, nuggets, embutidos y jamones entre otros, que se obtienen de especies que
actualmente no se consumen a través de productos procesados (García et al., 2009). Lo
anterior podría ser una opción viable, dependiendo del mercado al que se pretenda
abastecer teniendo en cuenta las particularidades del producto que esperan los
Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon
fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon
amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
37
consumidores de diferentes nichos de mercado; el empleo de una adecuada
manipulación tecnológica de la carne de especies pesqueras, de las cuales se consume
mayoritariamente su filete, crearía alternativas donde puedan obtenerse productos
derivados de la pesca buscando mayor aceptación y demanda, a través de la exaltación
de las características sensoriales únicas que se constituyen como ventajas de algunas
especies piscícolas (Ribeiro et al., 2013; Moreno, 2010).
El consumo de algunas especies de cultivo es limitado por la presencia de espinas que
están fuertemente adheridas al musculo (Mesa y Botero 2007; García et al., 2011).
Pescados como la cachama presentan este tipo de característica, espinas
intramusculares en forma de “i griega” (Y), ubicadas en el lomo (Luchini y Wicki 2003),
pero a través de estudios como el de Izquierdo et al., (2007) en el cual se utilizó carne
de cachama negra (Colossoma macropomum) para la elaboración de salchichas,
mediante un panel de consumidores se reportaron valores de aceptación del producto
cárnico, lo cual llevo a los autores a concluir que es posible la utilización de fuentes de
proteína animal como el pescado para la elaboración de alimentos procesados. Por otra
parte también se ha reportado que la carne de pescado ofrece una buena aptitud
tecnológica para la elaboración de productos cárnicos procesados como es el caso de la
cachama blanca (Piaractus brachypomus), la cual fue utilizada por García et al., (2011)
en un estudio donde los autores elaboraron hamburguesas con carne de cachama, y en
el cual encontraron una excelente respuesta tecnológica al determinar valores de
retención de grasa 69.79% y reducción del diámetro por el efecto de la cocción 5.89%, lo
cual resulta en el caso de la retención de humedad en valores próximos a los esperados
una hamburguesa elaborada con carne de cerdo (73.58% según Sayas et al., 2011) y en
el caso de reducción del diámetro causado por la cocción se presenta un evento
deseable que es una menor reducción del diámetro comparado con hamburguesa de
cerdo (17.15% según Sayas et al., 2011).
En cuanto al color, el cual es un factor que toma especial relevancia en productos
cárnicos influyendo directamente en la percepción de frescura afectando la decisión de
compra por parte del consumidor (Felipe, 2002; Lawless y Heymann, 2010; Korel y
Balaban, 2011), se puede encontrar que en la carne de pescado éste puede presentarse
por concentraciones de pigmentos que son acumulados y sintetizados en los estadios
38 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
ante mortem y post mortem a través de reacciones enzimáticas o no enzimáticas en las
que se puede presentar una acumulación de pigmentos a causa de condiciones
inadecuadas de procesamiento y manipulación (Fuentes, Perez y Sanchez, 2009). El
registro de la variación de los valores de color en productos elaborados a base especies
de pescado está influenciado por factores intrínsecos como la concentración en musculo
de hemopigmentos tales como la astaxantina y cantaxantina pertenecientes al grupo de
los carotenoides (Sánchez et al., 2008), diferentes niveles de presencia de colágeno, la
conformación y estado de la masa muscular, la procedencia geográfica, el tipo
explotación y si provienen de cultivo o de pesca marina. De la misma manera también
son relevantes factores extrínsecos como la aplicación de tratamientos tecnológicos que
involucran cocción, salazón, deshidratación osmótica y gelificación entre otros, que
pueden afectar la medida de color (Wang et al., 2002; Sánchez et al., 2011).
Por otra parte, la textura en productos pesqueros es una característica importante que
afecta la calidad, aceptabilidad y el procesamiento mecánico de la materia cárnica. Los
atributos de textura también son usados a lo largo de la cadena de proceso como control
de calidad, que van desde la decisión sobre la preparación del alimento, evaluación de
los impactos de manejo en posproducción, hasta la vida útil del producto y preferencias
de los consumidores. (Foegeding et al., 2011; Lin et al., 2012). En cuanto a las
propiedades texturales de productos de pescado, la firmeza en particular, está asociada
con la estructura característica y propiedades de los componentes de la carne, según Lin
et al. (2012) quienes además han reportado que la firmeza está influenciada por la
densidad de la fibra muscular, diámetro y espacios intermiofibrilares. Por todo lo anterior
el color y la textura son variables de importancia al hablar de productos cárnicos
procesados elaborados a base de carne de pescado ya que la aceptación por parte del
consumidor dependerá de en qué medida influyen estas variables en la calidad esperada
de los alimentos. Por lo tanto el principal objetivo de este capítulo fue el de comparar las
propiedades de color y textura de del producto cárnico luncheon fish elaborado con
especies piscícolas colombianas como Yamú (Brycon amazonicus) y Cachama
(Piaractus brachypomus), todo esto conducente a identificar la aptitud de estas fuentes
de proteína animal en la elaboración de productos cárnicos procesados.
Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon
fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon
amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
39
3.4 Materiales y métodos
3.4.1 Ensayos preliminares
Fueron desarrollados con el propósito de seleccionar la mejor carne que proporcionara el
mejor comportamiento tecnológico en la elaboración del producto “luncheon fish”. Para tal
efecto, se ejecutaron ensayos que permitieron estandarizar las formas más ajustadas de
obtención de pulpas para los dos tipos de pescado y elegir el recurso con las
características más favorables para la fabricación del producto.
Se realizó el despulpado de las carcasas tanto de cachama como de yamú en forma
mecánica utilizando dos tipos de equipos diferentes para lograr un refinamiento de la
pasta. En primer lugar se usó un molino de martillos Marca Sterling, Jalisco, Mejico, y
posteriormente el producto obtenido fue sometido a una despulpadora horizontal marca
Schlüter-Electromaschinenbau, Alemania, la cual realizo el proceso mecánico con una
velocidad de 1400 rpm. Finalmente de cada especie se obtuvo una pasta cárnica libre de
espinas acorde a los lineamientos de la norma NTC 4348 la cual establece los
requerimientos para la elaboración de productos de la pesca y la acuicultura.
3.4.2 Formulación de los productos cárnicos tipo “Luncheon fish”
En la tabla 3-1 se presentan la formulación seguida para la elaboración de los productos
luncheon fish con base en el recurso cárnico de cada especie (cachama y yamú).
40 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Tabla 3-1: Formulación para los productos cárnicos elaborados con Yamú y Cachama
FORMULACIÓN %
Pasta de pescado 79.65
Agua 15
Proteína aislada de soya (pas)
hidratada1:5 pas/ agua 5
Sal 1.8
Nitrito 0.02
Unipack 1
Eritorbato 0.05
Polifosfato 0.50
3.4.3 Elaboración del producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Los especímenes de las dos especies utilizadas en este estudio fueron lavados y
posteriormente fueron sometidos a un proceso adecuación que involucraba el
descamado, retiro de aletas, retiro de cola, retiro de cabeza y eviscerado para la
obtención de las carcasas. Este proceso fue realizado en la planta de carnes del Instituto
de Ciencia y Tecnología de Alimentos (ICTA) de la Universidad Nacional de Colombia -
Sede Bogotá. Para la elaboración del producto “Luncheon fish”, tanto las carcasas de
yamú como de Cachama fueron sometidas a tratamiento térmico con vapor; buscando
pasar de una temperatura de 16 ± 3°C (temperatura interna inicial de las carcasas) a 60 ±
5°C. La siguiente etapa consistió en someter las carcasas a un proceso de molido
utilizando un molino de martillos Sterling, Jalisco, Mejico que garantizo un tamaño
maximo de partícula de 1,8 mm; esta etapa de proceso confirió una apariencia pastosa a
la carne molida de pescado al realizar el proceso en ambas especies; para lograr un
refinamiento que eliminara las espinas de la carne, fue utilizada una despulpadora
horizontal Schlüter-Electromaschinenbau, Alemania. Una vez obtenida la carne molida de
pescado se procedió a mezclar ésta con los diferentes componentes de la formulación
previamente establecida; Posteriormente la mezcla fue prensada en moldes y llevada a
marmita de cocción hasta que el producto alcanzo una temperatura interna de 74 ± 2°C.
Por último el producto se aplicó un choque térmico al producto, sumergiendo los moldes
en agua con hielo hasta alcanzar una temperatura interna aproximada de 10°C con el fin
eliminar bacterias termófilas remanentes, poder realizar el desmolde y comenzar con el
Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon
fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon
amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
41
almacenamiento del producto a temperatura de refrigeración. Este procedimiento se
detalla en la figura 3-1.
Figura 3-1: Proceso elaboración de producto cárnico “Luncheon fish”
Una vez finalizado el procedimiento se obtuvo luncheon fish de cachama (LFC) y
luncheon fish de yamú (LFY) a los cuales se les realizaron las siguientes
mediciones físicas:
3.4.4 Medida de color
Las determinaciones de color se realizaron sobre la superficie de los bloques de producto
cárnico para LFC y LFY (figura 3-2), hasta completar un total de nueve determinaciones
por cada bloque. Se empleó un colorímetro Minolta CR-300, Osaka, Japón, utilizando el
Cocción
- hasta lograr 74±2°C
de temperatura interna
Adecuación de los
pescados
Tratamiento térmico con
vapor hasta lograr 60±5°C.
Molienda, Tamaño máximo
de partícula de 1,8 mm.
Despulpado (eliminación
de espinas)
Mezclado (ingredientes cárnicos y no cárnicos)
Prensado
Desmolde
Choque térmico
- Agua fría
Obtención carne molida
de pescado
Almacenado
- Temperatura de
refrigeración 3±1°C
42 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
espacio de color CIELab (1976), el iluminante D65 y el observador estándar de 10°. Lo
anterior siguiendo la metodología de Cassens et al. (1995). Los resultados se
expresaran en términos de las coordenadas colorimétricas luminosidad (L*), índice verde-
rojo (-a*, +a*) e índice azul amarillo (-b*, +b*).
Figura 3-2: Toma de la medida de color en los productos cárnicos tipo “luncheon fish”
*(a) muestras de bloques de producto cárnico LFC. (b) muestras de bloques de producto cárnico LFY.
3.4.5 Medida de textura
Para las mediciones de Análisis de Perfil de Textura (TPA) se utilizó un texturometro TA-
XT2i, Inglaterra, con el aditamento disco plano de 10 cm de diámetro (figura 3-3), y se
realizaron las determinaciones siguiendo la metodología de Bourne (2002) se procedió a
realizar un total de siete determinaciones para cada producto cárnico. Las muestras
fueron tomadas de cada producto cárnico con un sacabocados hecho en acero
inoxidable que permitió obtener muestras de 20 mm de alto x 30 mm de diámetro; Las
condiciones de operación fueron: velocidad de pre-ensayo 2 mm/s, velocidad de ensayo
10 mm/s, velocidad post-ensayo 5 mm/s y el tiempo entre compresiones fue de 5
segundos. Así mismo las muestras fueron sometidas uniaxialmente a una compresión del
50 %.
a*
*
b
Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon
fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon
amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
43
Figura 3-2: Prueba de TPA a producto cárnico “Luncheon fish”
*(a) muestra pre-cortada en forma cilíndrica. (b) Desplazamiento de la sonda para inicio de recopilación de datos.
3.5 Diseño estadístico
Fueron comparados los valores de las variables respuesta (textura y color) de los dos
productos cárnicos elaborados mediante un análisis de varianza teniendo en cuenta el
factor de variación (especie de pescado utilizada) y pruebas de comparación de medias
utilizando el programa Statistical Analysis System (SAS Institute Inc. Cary, NC.) versión
8.0. Los resultados de textura relevantes de acuerdo al tipo de producto fueron dureza,
cohesividad, elasticidad y adhesividad; de estas variables la dureza es presentada en
unidades Newton (N) y las demás variables son adimensionales. En cuanto a color los
resultados se presentan mediante las coordenadas L*, a*, b*, C*ab (croma) y h°ab (tono)
3.6 Resultados y discusión
3.6.1 Color
Los resultados obtenidos (tabla 3-2) muestran como la coordenada de color L* presentó
un valor promedio más alto en el producto con carne de Yamú con un 96.16±1.16 en
comparación con el producto de cachama con un valor promedio de 74.36±0.79 siendo
a* b
44 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
esta diferencia estadísticamente significativas (P<0.05); Esto fue atribuido a los mayores
valores de grasa que se reportan para la carne de yamú ya que los altos valores de
grasa son consistentes con los altos valores de la coordenada L* en un producto cárnico
(Berry, 1998); a su vez esto es explicado por Bartolomeu (2013) quien argumenta que
éste efecto se presenta debido a que, a mayores niveles de grasa dentro de la
formulación, aumenta el brillo del producto aumentando así la reflexión de la luz. En
cuanto a los valores de L* para el producto LFC los valores en este estudio son próximos
a los reportados por Mélo et al (2011) (L*= 66.39) quienes realizaron mediciones de color
en un producto cárnico tipo mortadela a base de carne de tilapia (Oreochromis niloticus)
mecánicamente deshuesada. Este mismo caso es presentado por el estudio publicado
por Bartolomeu (2013) quien también en un producto cárnico tipo mortadela elaborado
con carne de Tilapia (Oreochromis Niloticus) obtuvo valores de luminosidad de 72.50 ±
0.7 en la medición promedio para el tratamiento control, el cual fue elaborado únicamente
con carne de pescado sin adición de ninguna fuente adicional de grasa, siento los valores
obtenidos por los autores, próximos a lo registrado para luncheon fish en este estudio.
Para la coordenada colorimétrica a* las muestras de LFC (-0.58 ± 0.33) muestran valores
más altos los valores determinados en LFY (-4.72±0.33). Estos valores negativos indican
una tendencia del color hacia las tonalidades verdes las cuales no son deseables en
productos cárnicos procesados, pero a su vez estos valores son tan cercanos a cero que
al contemplarse el sólido de color de CIE (2004) es posible observar que los valores de
a* corresponden a la zona de los acromáticos o grises. Los resultados de este estudio
concuerdan con los obtenidos por Dallabona et al. (2013) quienes elaboraron embutidos
tipo salchicha con carne de tilapia y reportan un valores de a*= 6.7. A pesar de que este
valor es positivo y los valores del presente estudio son negativos, el embutido de tilapia
tipo salchicha también se encuentra en la zona de los acromaticos por los cual los
resultados de color en ambos estudios se pueden considerar como similares. Lo anterior
se debe los bajos niveles de mioglobina que no aporta suficientes componentes rojos
generando la coloración típica de los peces de carne blanca y los consecuentes bajos
valores de a* (Suárez et al., 2008; Cardoso et al., 2008). Por otra parte los valores de b*
muestran que existe una diferencia significativa (p<0.05) entre los productos elaborados
LFC y LFY para esta coordenada, presentándose los mayores valores de b* en LFY
posiblemente por la presencia de algunos compuestos como carotenos los cuales
aportarían valores a los componentes amarillos (figura 3-4, donde (a) LFY y b (LFC)),
Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon
fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon
amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
45
mientras que en el LFC los valores son lo suficientemente bajos para considerarlos como
parte de la zona de los acromaticos; esto se ve reflejado en el color grisáceo del producto
cuando se hace una apreciación visual.
Tabla 3-2: Coordenadas de color obtenidas de muestras de producto Luncheon fish elaborado de carne de Cachama (LFC) y Yamú (LFY)
Coordenadas de color
L* a* b* C*ab h°ab
Yamú 96.16±1.16a -4.72±0.33a 19.85±0.23a 29.52±3.28a 123.62± 2.08a
Cachama 74.36±0.79b -0.58±0.33b 7.10±0.28b 20.20±0.19b 91.68±0.31b
L*= Luminosidad; a*= Verde a rojo; b*= Azul y amarillo; C*ab= Croma o pureza del color; h°ab= Tono o color. Datos expresados en términos de media y desviación estándar. Superíndices con letras diferentes a, b en la misma columna indica que existe diferencia significativa (P<0.05).
El croma presenta diferencias significativas (p<0.05) entre el LFY y el LFC, indicando una
mayor saturación del color en el producto elaborado con carne de Yamú. De las misma
manera la variable tono se muestra con mayores valores en el para LFY con respecto al
producto LFC siendo esta diferencia estadísticamente significativa (p<0.05).
Adicionalmente estos valores son consistentes con lo reportado por Berry (1998) quien
sostiene que los altos valores de h°ab son el producto de registrar bajos valores de la
coordenada colorimétrica a*.
Figura 3-3: Representación de las coordenadas color
a*
b
46 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
*(a) Coordenadas para Luncheon fish de yamú, (b) Coordenadas para Luncheon fish de
Cachama.
3.6.2 Textura
Los valores encontrados para el parámetro dureza fueron de 7.07± 0.52 N y 11.27± 0.51
N (tabla 3-3) para Luncheon fish de Yamú y Cachama respetivamente. Esta diferencia
estadísticamente significativa (p<0.05) puede ser atribuida a la fuerza de gel que es
capaz de registrar la carne de cachama en comparación con la carne de Yamú, tal como
lo reportan Rodriguez et al. (2014), quienes evaluaron para carne de yamú y de cachama
las variables de capacidad de retención de agua y de fuerza de gel, encontrando que la
carne de Yamú requería de 24 N/s para lograr fracturar un gel elaborado a partir del
recurso cárnico mientras un gel de carne de cachama necesitaba 28 N/s. Parte de esta
dureza es aportada por el colágeno, el cual es una proteína fibrosa y principal
componente del tejido conectivo en la carne de pescados que contribuye en la firmeza y
dureza de la carne. A mayores cantidades de colágeno se presenta una mayor firmeza
en carne cruda. Los estudios de Suárez, Pardo y Cortez (2007) determinaron que los
cambios estructurales y texturales asociados con la pérdida de textura están
relacionados a la degradación del colágeno. Para la especie Brycon cephalus la perdida
de textura (reblandecimiento) post mortem se asoció con la degradación del tejido
conectivo y la desintegración de las fibras de colágeno después de ser sometido a
almacenamiento en refrigeración (Suárez, 2002), por lo cual se le atribuye el bajo valor
de dureza al producto elaborado con carne de Yamú; además de esto la baja perdida de
humedad por parte del producto expresa una menor dureza (Rengifo y Ordoñez, 2010).
Oliveira (2009) reporta valores de 8.63 N de dureza para un embutido cocido tipo
salchicha elaborado con carne mecánicamente deshuesada, valor que resulta próximo a
lo registrado en este estudio para LFY.
Caracterización colorimétrica y textural de un producto cárnico tipo “Luncheon
fish” elaborado a partir de especies nativas colombianas, Yamú (Brycon
amazonicus) y Cachama (Piaractus brachypomus)
47
Tabla 3-3: Prueba análisis de perfil de textura TPA
Producto cárnico Luncheon fish
Yamú* Cachama
Dureza (N) 7.07± 0.52a 11.27± 0.51b
Cohesividad 0.10± 0.03b 0.18± 0.024a
Elasticidad 0.47± 0.043a 0.51± 0.064a
Adhesividad -4.41± 2.26a -3.20± 1.20a
Masticabilidad 63.21± 9.56a 63.72± 29.19a
*Datos expresados en términos de media y desviación estándar. Superíndices con letras diferentes a, b en la misma fila indica que existe diferencia significativa (P<0.05).
En cuanto a los resultados obtenidos para cohesividad se presentan diferencias
significativas (P<0.05) entre los productos Luncheon fish de Cachama (0.10± 0.03) y
Yamú (0.18± 0.024). Uno de los puntos que influye en este parámetro es el contenido de
grasa; a pesar de la no inclusión de grasa dentro de las formulaciones planteadas en
este estudio, los recursos cárnicos de cachama y yamú presentan diferentes valores de
grasa en su composición siendo estos de 3.15% y 7.5% para cachama y yamú
respectivamente. Lo anterior encuentra fundamente en los argumentos de Mesa y Botero
(2007) quienes sostienen que al aumentar el contenido de grasa puede disminuir la
fuerza de cohesión.
Los parámetros de elasticidad, adhesividad y masticabilidad no mostraron diferencias
significativas (p>0.05) entre los LFC y LFY. En cuanto al parámetro de adhesividad los
valores obtenidos fueron negativos para ambos productos y a pesar de que no existe una
diferencia significativa (p>0.05) al presentar una mayor magnitud los valores de LFY se
podría esperar que al ser consumido el producto fuera necesario un mayor trabajo por
parte del consumidor para retirarlo del paladar.
3.7 Conclusiones
El color del producto Luncheon fish es afectado por el recurso cárnico utilizado para la
elaboración del mismo, tomando una alta importancia si este recurso cárnico posee algún
tipo de compuestos que puedan contribuir con componentes amarillos del producto final.
48 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
El nivel de grasa que posea un recurso cárnico de origen ictico afecta la textura del
producto cárnico luncheon fish, principalmente las variables de dureza y cohesión las
cuales presentan una proporcional con el nivel de lípidos.
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4. Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos comestibles
4.1 Resumen
La incorporación de aceites esenciales y extractos de propóleos con funciones
antioxidantes tanto en películas como en recubrimientos comestibles logra mejorar su
funcionalidad al momento de ser aplicados en los alimentos. Además de ser
biodegradables, estos recubrimientos pueden servir como soporte para sustancias con
propiedades antimicrobianas. Los recubrimientos con este tipo de inclusiones ayudan a
preservar o mejorar las propiedades sensoriales de los alimentos y agregar valor a los
productos alimenticios al aumentar su vida útil. En este estudio se midió la actividad
antioxidante y antimicrobiana de tres tipos de aceites esenciales (Laurel, Tomillo y
Romero) combinados con extractos etanólicos de propóleos con el fin de evaluar su
potencial para ser incluidos en recubrimientos comestibles que ayuden a la conservación
de productos procesados de pescado. Por lo anterior la capacidad antioxidante total se
estimó mediante los métodos ABTS, FRAP y fenoles totales. Adicionalmente se
realizaron pruebas de actividad antimicrobiana utilizando la técnica de difusión en disco
de papel filtro frente a dos cepas Staphylococcus aureus y Escherichia coli cada una con
tres diferentes concentraciones equivalentes a valores de absorbancia de 0.5, 2.0 y 3.0
en escala Mc. Farland. A partir de los resultados con mayor efecto sobre diferentes
microorganismos, mayor capacidad antioxidante y mayores niveles de fenoles totales se
eligió el aceite esencial de Laurel en combinación con el extracto etanolico de propóleo
para ser incluido en un recubrimiento elaborado a base de alginato (2%) y glicerol (2%)
dando origen a cuatro tratamientos los cuales tuvieron como factor de variación las
concentraciones de extracto etanólico de propóleo (EEP) y aceite esencial de laurel
(AEL) manejando variaciones para EEP y AEL entre 0.125% (v/v) y 2,5% (v/v).
54 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Posteriormente, las propiedades antimicrobianas y antioxidantes de las combinaciones
contempladas para EEP y AEL en los 4 tratamientos fue evaluada a través del método
modificado de difusión en pozo y los métodos antioxidantes inicialmente propuestos. Los
resultados del estudio mostraron que en términos de la actividad antimicrobiana, la
bacteria más sensible fue Staphylococcus aureus frente a los tratamientos con las dos
mayores concentraciones de EEP y AEL, mientras los tratamientos con las mas bajas
concentraciones de EEP y AEL no mostraron inhibición significativa frente a la cepa
utilizada de Staphylococcus aureus. Por lo anterior, los recubrimientos comestibles con
inclusión de EEP y AEL muestran su potencial como alternativas para contribuir a la
conservación de los alimentos a través de la búsqueda de la disminución la los niveles
poblacionales de algunas especies bacterianas que se utilizan actualmente como
indicadores de calidad en alimentos.
Palabras claves: Propiedades antioxidantes, compuesto bioactivo, aceite esencial,
extracto etanolico de propoleo.
4.2 Abstract
The aim of this work was to study antioxidative and antimicrobial activity from three types
of essential oils (bay leaf, thyme and rosemary) in combination with etanolic extracts of
propolis determining their potential addition in edible coverings for the conservation of
processed products from fish flesh. Total antioxidative power was determined by ABTS,
FRAP and total phenols methods. Antimicrobial activity was established with filter paper
disc diffusion for Staphylococcus aureus and Escherichia coli. Each one in three different
concentrations equivalents to absorbance values of 0.5, 2.0 and 3.0 in McFarland Scale.
Bay leaf essential oil in combination with etanolic extract of propolis were selected in base
of higher inhibitory effect on microorganisms, higher antioxidative power and higher total
phenols content to be added in a cover made from alginate (2%) and glycerol (2%)
producing four treatments based in different concentrations of etanolic extract of propolis
and bay leaf essential oil with concentrations between 0.125% (v/v) and 2.5% (v/v). The
results showed that Staphylococcus aureus was the most sensible strain in front of
treatments with highest concentrations of etanolic extract of propolis and bay leaf
essential oil, instead with the lowest concentrations of both not important inhibition was
obtained in this microorganism. In conclusion, edible covers with inclusion of etanolic
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
55
extract of propolis and bay leaf essential oil showed to contribute in the conservation of
this foods because produce diminution of populations of some bacteria used as indicators
of quality in foods.
Key words: antioxidative properties, bioactive compounds, esential oil, etanolic extract of
propolis.
4.3 Introducción
Los recubrimientos comestibles han sido considerados para uso en alimentos ya que
presentan algunas ventajas sobre las películas sintéticas, estos productos a proteger los
alimentos pueden ser consumidos, aun si los alimentos no contaran con empaque
adicionales. Los recubrimientos de este tipo son elaborados a partir de ingredientes
comestibles y gracias a esta característica contribuyen con el ambiente ya que sus
procesos de degradación tienden a ser más efectivos que los materiales hechos a base
de polímeros sintéticos (Bourtoom 2008). Adicionalmente también contribuyen a la
reducción del deterioro o cambios en el tiempo de los componentes de los alimentos,
llegando en algunos casos a promover el aumentando la vida útil. Esto, mediante la
reducción del intercambio de gases entre el entorno y el alimento, reducción de la
respiración y reducción de las velocidades de reacción de oxidación entre otros (Robles
et al., 2013).
Con base en lo anterior, existen ciertas características mínimas que debe aportar un
recubrimiento comestible para considerarlo como por ejemplo no afectar las propiedades
sensoriales, tener determinados valores de flexibilidad y tensión y propiedades ópticas
como brillo y opacidad, proporcionar un efecto barrera de modo que mantenga un
equilibrio de los gases buscando lograr una relativa estabilidad en procesos bioquímicos,
biológicos y fisiológicos que se presentan de manera natural en cualquier alimento
(Pavlath y Orts ,2009; Falguera et al., 2011). De la misma manera pueden ser
importantes para los recubrimientos comestibles, características como la resistencia
estructural al agua, presencia de actividad antioxidante, capacidad de formación de una
capa uniforme sobre el alimento, capacidad de preservación del valor nutritivo del
producto, y compatibilidad con la adición de agentes antimicrobianos (Quintavalla y
Vicini 2002; Kramer 2009; Shit and Shah 2014; Ačkar et al., 2014).
56 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Autores como Appendini y Hotchkiss 2002, reportan que es posible que moléculas con
función anti microbiológica adicionadas a recubrimientos comestibles puedan perder su
efectividad rápidamente por el contacto directo con componentes propios de los
alimentos o si la concentración se encuentra por debajo de los valores de concentración
mínima efectiva para los microorganismos indicadores de calidad en alimentos, debido a
la migración de componentes que se puede dar hacia el interior de la matriz del alimento.
Debido a los comportamientos que presenta el mercado actual de alimentos, entre los
cuales se encuentran las preferencias por el uso de antimicrobianos y antioxidantes
naturales como extractos de plantas que cumplan con el propósito de lograr una
conservación de alimentos remplazando el uso de conservantes sintéticos, los
recubrimientos de diferentes orígenes naturales sirven como sustitutos entre los cuales
se puede contemplar una gran variedad de aceites esenciales para la creación de
envases activos. La inclusión de este tipo se sustancias permite disminuir el deterioro de
un producto alimenticio (Seydim and Sarikus 2006; Atef el at., 2015). Sin embargo, es
importante considerar los posibles efectos no deseados del uso de aceites esenciales
debido a que la adición a recubrimientos comestibles puede modificar propiedades como
el sabor y aroma de un alimento e incluso estos aceites esenciales pueden llegar a
causar toxicidad afectando así la aceptación de los alimentos con recubrimiento por parte
de los consumidores (Lambert et al., 2001; Ustunol 2009; Sánchez et al., 2011; Eça et
al., 2014). Lo anterior puede ser atribuido a la presencia de componentes como los
fenoles, flavonoides y ácidos fenólicos entre otros (Altiok et al., 2010), los cuales pueden
presentar a su vez propiedades antimicrobianas contra varios tipos de microorganismos
(bacterias, levaduras y mohos) (Sauceda 2011; Alboofetileh et al., 2014), por lo cual
hacer una dosificación adecuada para obtener los beneficios de los aceites esenciales
sin correr el riesgo de generar problemas de aceptación en el alimento, resulta
indispensable para mantener los niveles de aprobación de los consumidores habituales
de un determinado producto (Lambert et al., 2001; Sánchez et al., 2011; Eça et al., 2014).
En este orden al realizar la adición de aceites esenciales, estos pueden ser
encapsulados en la matriz compuesta de los biopolímeros base de los recubrimientos
comestibles, logrando limitar su volatilización y controlando su liberación, lo que mitigaría
posibles cambios de sabor y olor de un alimento con recubrimiento (Pastor et al., 2013).
En la industria alimentaria, los aceites esenciales provenientes del laurel se utilizan
ampliamente para la condimentación de productos cárnicos, sopas y productos con base
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
57
en carne de pescado, esto debido a su actividad antimicrobiana y antioxidante (Muñiz et
al., 2013) que comprenden factores muy apreciados que permiten su uso en la industria
alimentaria como conservante de origen natural (Sellami et al., 2011). Adicionalmente se
ha reportado, específicamente para aceite esencia de laurel, que su uso genera la
reducción de la población de Campylobacter jejuni y es capaz de controlar mediante su
aplicación el crecimiento de Listeria monocytogenes y Escherichia coli en la carne de
pollo molida (da Silveira et al., 2014; Chmit et al., 2014). Otro aditivo de origen natural del
cual existen reportes que respaldan sus bondades antimicriobianas es el propoleo. Si
bien su composición química puede variaría según el origen geográfico, botánico y
temporada de recolección siempre ha sido documentada la actividad antimicrobiana
(Kujumgiev et al., 1999; Bodini et al., 2013). En el propóleo se han identificado más de
300 compuestos, entre los cuales se puden destacar polifenoles, terpenoides, esteroides,
azúcares y aminoácidos (Kalogeropoulos et al., 2009).
El objetivo de este trabajo fue desarrollar un recubrimiento comestible a base de alginato
y glicerol con diferentes porcentajes de inclusión de extracto etanólico de propóleo y
aceite esencial buscando determinar su efecto bactericida y bacteriostático y su
capacidad antioxidante para identificar el potencial del uso de los recubrimientos como
agente protector de productos procesados de pescado.
4.4 Materiales y métodos
El estudio se llevó a cabo en los laboratorios de carnes del Instituto de Ciencia y
Tecnología de Alimentos-ICTA y en el laboratorio de microbiología en la Facultad de
Medicina Veterinaria y de Zootecnia de la Universidad Nacional de Colombia.
Inicialmente se para el extracto etanólico de Propóleo (EEP), el aceite esencial de
Tomillo (Thymus vulgaris) (AET), el aceite esencial de Laurel, Laurus nobilis (AEL) y el
aceite esencial de Romero (Rosmarinus officinalis L.) (AER) se determinó la capacidad
antioxidante y actividad antibacteriana. De esta manera se seleccionó el aceite esencial
como la mayor capacidad antioxidante y la mayor actividad antimicrobiana para su
adición, junto con el extracto etanolico de propoleo, a diferentes niveles en una matriz de
recubrimiento comestible basada en alginato y glicerol en la cual también se realizaron
determinaciones de capacidad antioxidante y antimicrobianas.
58 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
4.4.1 Elaboración de extracto etanólico de propóleo
El propóleo utilizado proviene del departamento de Santander, municipio de Confines,
vereda Morario a 1200 msnm y a partir de éste se elaboró el EEP utilizando el equipo de
filtración al vacío ILMVAC modelo MPC 105T. Este procedimiento se realizó 3 veces para
asegurar la eliminación completa de los sólidos suspendidos y el posterior
almacenamiento del EEP se realizó en un recipiente de vidrio ámbar a una temperatura
de 15°C, teniendo periodos de agitación mecánica de 20 minutos, 2 veces al día, usando
un homogeneizador marca IKA modelo RW20 digital a una velocidad de 580 rpm.
4.4.2 Determinación antioxidante y antimicrobiana en aceites esenciales y extracto etanólico de propóleo
Para la determinación de la capacidad antioxidante de los aceites esenciales y el EEP se
aplicaron las siguientes metodologías:
ABTS
Se siguió la metodología descrita por Re et al., (1999) la cual se basa en la formación del
radical catión ABTS (2,2'-azinobis-3-etil-benzotiazolina-6-sulfonato) mediante la mezcla
de partes iguales (v:v) de solución de ABTS y la solución de persulfato de potasio.
Después de que el radical ABTS • + se obuvo, se midió la absorbancia en un
espectrofotómetro (Espectrofotómetro UV-Visible Genesys 10W thermo spectronic, USA)
buscando que la solución de trabajo presentara valores entre 0.7 y 0.8 a una longitud de
onda de 734 nm. Los resultados se expresaron como mg de trolox/g de muestra.
FRAP
Se siguió la metodología descrita por Benzie and Strain (1996), metodología basada en
el capacidad que tiene una sustancia antioxidante para reducir el Fe3+ a Fe2+. Se
procedió a la elaboración del complejo incoloro férrico-2,4,6-tripiridil-s-triazina (TPTZ) el
cual producirá una cromoforo violeta al darse la reducción del átomo de hierro. Para la
construcción de la curva patrón se utilizó como patrón Trolox y los resultados de
capacidad antioxidante se expresaron como mg equivalentes a Trolox/g de muestra.
Fenoles totales
Se determinaron por el método Folin-Ciocalteau (Ahn et al., 2007). Para esta medición se
tomaron 500µl de las muestras y se mezclaron con 500 µl del reactivo de Folin y 2 mL de
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
59
carbonato de sodio al 10%, se llevaron a 50 mL y se procedió a almacenar en oscuridad
por 2 h. Posteriormente se midió la absorbancia a 765 nm en un espectrofotómetro
(Genesys 10W thermo spectronic, USA) y finalmente se repitió el procedimiento para
cada una de las muestras. Los resultados se expresaron como mg equivalentes a ácido
gálico/g de muestra.
4.4.3 Técnica de difusión en disco de papel filtro para pruebas antimicrobianas en aceites esenciales y extractos etanólicos de propóleos
Se siguió la técnica de difusión de disco en agar de Bauer et al. (1966), técnica en la cual
el disco tiene una cantidad específica de antimicrobiano y es aplicado a una superficie de
agar inoculado con un microorganismo. En esta técnica el antimicrobiano (aceites
esenciales y EEP) se difunde desde el disco al medio del cultivo produciendo una
inhibición donde la concentración del antimicrobiano inhibe el crecimiento bacteriano. En
la realización de esta prueba, para cada microorganismo de referencia, se tomó solución
salina con una concentración microorganismos equivalente a 0.5 unidades de la escala
de Mcfarland (1,5 x 109 UFC/ml) y con base en ésta se realizaron diluciones hasta
obtener muestras con una concentración de 10-4 y 10-6 UFC/ml de solución salina.
4.4.4 Elaboración de los recubrimientos
Los recubrimientos empleados fueron elaborados utilizando alginato marca comercial
Tecnas (base hidrocoloidal), glicerol (Plastificante), cuatro concentraciones del aceite
esencial con mayores valores de capacidad antioxidante y capacidad antimicrobiana
(Agente de biopreservación) y cuatro concentraciones de extracto etanólico de propóleo
(EEP) (Agente de biopreservación). En concordancia con lo anterior se preparó una
solución acuosa de alginato con una concentración del 2% (p/v) y adición de glicerol,
también al 2% (v/v), adición del aceite esencial escogido por sus características
(antimicrobiana y antioxidantes) y el EEP acorde a las concentraciones estipuladas para
cada uno de los cuatro tratamientos (tabla 4-1). La mezcla fue hecha a 45°C y agitación
constante durante 15 minutos utilizando para la homogenización un ultraturrax marca
IKA®modeloT18Basic a una velocidad de 200 rpm.
60 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Tabla 4-1: Formulación de los recubrimientos evaluados
4.4.5 Evaluación de la actividad Antibacteriana del recubrimiento
La evaluación del efecto antibacteriano del recubrimiento se realizó mediante el método
modificado de difusión en pozo descrito por Bauer et al. (1966) usando las cepas de
referencia ATCC (American Type Culture collection) de Escherichia coli ATCC 25922 y
Staphylococcus aureus ATCC 25923 de tercer pase.
Ensayo antimicrobiano del recubrimiento
Para estas determinaciones se usó la técnica difusión en pozos (Paik et al., 1997; Sinche
et al., 2005), para la cual se elaboró previamente la suspensión de los microorganismos
de referencia en agar tripticasa de soya incubando las cepas durante 20 horas a 37°C,
posteriormente se tomaron 5 colonias y se diluyeron en solución salina estéril hasta
obtener las concentraciones equivalentes a las unidades 0.5, 2.0 y 3.0 de la escala de
Mac Farland realizando los ajustes mediante el equipo Densichek Plus (BioMerieux,
Waukegan, IL). Posteriormente se transfirió un ml de cada una de las suspensiones de
concentración microbiológica conocida a 20 ml de agar Müller Hinton marca Oxoid
(homogenizando en un vortex Maxi Mix II, Thermo Scientific) el cual se encontraba
atemperado a 45° C en caja de petri; una vez instaurados los microorganismos a
diferentes concentraciones y solidificado el agar, se abrieron cuatro pozos de 5 mm de
diámetro en cada caja empleando un sacabocado estéril, donde se depositaron los
recubrimientos elaborados. Como control positivo se utilizó en las cajas de Petri con
pozo, penicilina (10 UI/mL) para comparar el efecto sobre Staphycoccus aureus y
Gentamicina (10 µg/ml) para comparar el efecto sobre Escherichia coli (CLSI 2010).
Como control negativo se utilizaron cajas de Petri con pozos en los cuales se adiciono
agua destilada estéril. Una vez transcurridas las primeras 24 horas posteriores a la
incubación de todas las cajas sembradas se realizó la lectura reportando el tamaño del
Tratamiento Alginato
(%)
Glicerol
(%)
EEP
(%)
AEL
(%)
1 2 2 2.5 1.25
2 2 2 1.25 2.5
3 2 2 0.25 0.125
4 2 2 0.125 0.25
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
61
halo de inhibición en milímetros, tanto para los tratamientos como para los controles
positivos y negativos.
4.5 Análisis estadístico
Las diferencias de medias de las variables respuesta determinadas en los aceites
esenciales, extracto etanolico de propoleo y determinadas en los recubrimientos, fueron
comparadas utilizando el análisis de varianza (ANOVA) y aplicando pruebas de
significancia de Tukey con el programa Statgraphics centurión XV, 2009. Para este
estudio se realizaron los análisis estadísticos con un nivel de significancia de 5% y cada
variable respuesta se construyó con el promedio aritmético obtenido de tres replicas.
4.6 Resultados y discusión
4.6.1 Capacidad antioxidante y fenoles totales
Los valores más altos de capacidad antioxidante detectados por el método FRAP fueron
para el aceite esencia de laurel (EAL) y el EEP, y en el caso del AEL, los resultados
(2133.19 ± 68.63 mg equivalente a trolox/g de muestra) presentaron diferencias
estadísticamente significativas (p<0.05) con todos los demás aceites esenciales (tabla 4-
2). En cuanto al método de determinación antioxidante ABTS, se presentó el mismo
comportamiento en los aceites esenciales en donde el AEL presento la mayor capacidad
antioxidante (1701.73±35.91 mg equivalente a trolox/g de muestra), siendo éste valor
diferente estadísticamente (p<0.05) con los demás aceites esenciales (tabla 4-2). Este
comportamiento del AEL frente a los dos métodos implementados de determinación de
capacidad antioxidante se atribuyó al nivel de fenoles totales que registrado para AEL
(832.07±74.84 mg equivalente a ácido gálico/g de muestra), el cual es significativamente
mayor (p<0.05) en comparación con el nivel de fenoles totales registrado para los demás
aceites esenciales. Lo anterior se sustenta en que los fenoles pueden actuar como
agentes reductores debido a que poseen la capacidad de ceder protones en medios
donde hay presencia de radicales libres, logrando estabilizarlos (Özcan and Al Juhaimi
2011).
62 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Tabla 4-2: Capacidad antioxidante determinada por los métodos FRAP, ABTS y contenido de fenoles totales para AET, AEL, AER y EEP
Concentraciones AET= 0.03% AEL= 0.012% AER= 100% EEP= 1:4 (20%). Todos los resultados fueron realizados por triplicado y los datos expresados en términos de media ± desviación estándar. a,b,c,d,e letras diferentes en la misma fila indican diferencias estadísticas para la media (P<0.05).
La capacidad antioxidante mostrada por los aceites esenciales y el EEP evaluados puede
variar dependiendo de las modificaciones a las que están sujetos este tipo de sustancias,
ya que estas modificaciones están influenciadas por factores como el tipo de metodología
usada en la extracción, etapa de desarrollo del material vegetal usado en la extracción,
concentración relativa en el material vegetal, solventes utilizados para la extracción, etc.
(Bendahou el al., 2008; Xia et al., 2011).
4.6.2 Actividad antimicrobiana por técnica de difusión en disco de papel filtro de los diferentes aceites esenciales y el extracto etanólico de propóleos
Los resultados de este estudio mostraron que los mayores halos de inhibición fueron
presentados por AEL para los microorganismos E.coli y S.aureus usados en diluciones
de 10-4 y 10-6 UFC/ml obtenidas de 0.5 unidades de la escala de Mcfarland (Figura 4-1).
Los halos de inhibición obtenidos para E.coli con concentración de 10-6 UFC/ml
concuerdan en tamaño con lo reportado por Pesavento et al., (2015) quienes sostienen
que los aceites esenciales presentan una potente acción microbicida basados en halos
de inhibición obtenidos de hasta 18 mm al utilizar aceite esencial de tomillo (Thymus
vulgaris) frente a cepas de Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes, Salmonella
enteritidis y Campylobacter jejuni. En cuanto a los valores de halo de inhibición del AEL
para S. aureus, se presentaron los mayores valores con una diferencia significatiova con
Métodos
AET AEL AER EEP
FRAP mg
equivalente a trolox/g de muestra
8.35±0.16 a 2133.19±68.63 b 0.003±0.0005 a 18.32±2.63 a
ABTS mg
equivalente a trolox/g de muestra
136.53±5.14 a 1701.73±35.91 b 0.20±0.008 c 208.58±9.03 d
FENOLES TOTALES mg equivalente a ácido gálico/g de muestra)
149.21±1.91a 832.07±74.84 b 14.93±1.46cde 49.15±0.58 cde
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
63
0
10
20
30
AET AEL AER EEP
E. coli (10¯⁴UFC/ml) 16.33 19 16 0
E. coli (10¯⁶UFC/ml) 15.33 17 14 0
S. aureus (10¯⁴UFC/ml) 20 25.67 10 17.33
S. aureus (10¯⁶UFC/ml) 25.33 22.67 12 9.5
Hal
o d
e in
hic
ion
(m
m)
respecto a los demás aceites esenciales; en este estudio los valores de halo de inhibición
para AEL fueron de 25,67 para la dilución 10-4 UFC/ml y de 22,67 para la dilución 10-
6UFC/ml, los cuales son próximos a lo reportado por Al-Maqtari et al., 2011, quienes
obtuvieron halos de 23.9 mm al utilizar también aceite esencial de tomillo (Thymus
vulgaris ) como bacteriostático.
Figura 4-1: Actividad antibacterial a concentración de 10-4 y 10-6 UFC/ml.
Este efecto sobre los microorganismos usados en este estudio es atribuido a que los
fenoles presentes en los aceites esenciales interfieren con los lípidos de las membranas
celulares, causando la fuga de materiales intracelulares y por ultimo lisis celular (Teixeira
et al., 2013). En cuanto al EEP solo presento efecto sobre las poblaciones microbianas
de S.aureus. y estos valores solo fueron superiores a los registrados en este estudio para
el aceite esencial de romero. Este comportamiento del EEP concuerda con el estudio de
Bankova et al. (1996) quienes coinciden con los resultados obtenidos ya que en sus
estudios no encontraron actividad inhibidora de los extractos de propóleos provenientes
de colmenas de Brasil y de Bulgaria contra cepas de E. coli. Por otra parte Alexopoulos
et al., 2011 reportaron valores superiores de halos de inhibición para S. aureus sometido
a AER, en comparación con los de este estudio, siendo estos halos de 18,69 ± 5,32 mm
64 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
de diámetro, pero esto puede ser atribuido a la alta variabilidad que se puede presentar
en la composición química de diferentes extractos de romero (Bubonja et al., 2011). En
general es aceptado que las variaciones antibacteriales que presentan diferentes aceites
esenciales se deben al perfil polifenolico, las condiciones regionales, ambientales y
agronómicas, el tiempo de la cosecha de los materiales vegetales, la etapa de desarrollo
de las plantas, el método de extracción y metodologías utilizadas para evaluar sus
actividades biológicas (Okoh et al., 2010; Zaouali et al., 2010).
4.6.3 Eficacia antimicrobiana de los recubrimientos
Actividad antimicrobiana
Para la concentración de microorganismos equivalente a la escala de Mcfarland 0.5, los
recubrimientos que presentaron mayores halos de inhibición frente a al microorganismo
E. coli fueron los correspondientes a los tratamientos 1 y 2 mostrando valores de
13.08±1.58 mm y 14.41±1.41 mm de diámetro respectivamente entre los cuales no hubo
diferencia estadísticamente significativa (p>0.05). Por otra parte los tratamientos 3 y 4
presentaron valores de halo de inhibición de 5.33±0.50 mm y 5.66±0.40 mm de diámetro
respectivamente los cuales no presentan diferencias estadísticamente significativas entre
ellos (p>0.05) pero en comparación con los tratamientos 1 y 2 si muestran que existen
diferencias estadísticamente significativas (p<0.05) (Figura 4-2). Un comportamiento
similar se presentó en los halos de inhibición formados por los recubrimientos
comestibles con adición de AEL y EEP que entraron en contacto con la cepa de S.
aureus, en el cual se puede observar que el tratamiento 1 presentó el mayor diámetro de
halo de inhibición (20±0.50 mm), siendo el valor obtenido para este tratamiento
significativamente diferente (p<0.05) a los tratamientos 2, 3 y 4, los cuales presentan
halos de inhibición con menos diámetro con valores de 14±1.0, 11±0.05 y 9.5±0.5 mm de
diámetro respectivamente. Acevedo et al., (2015) al igual que en este estudio presentan
datos que respaldan el efecto inhibidor de la aplicación de aceites esenciales a
recubrimientos comestibles, en este caso los autores utilizaron aceite esencial de limón y
de salvia a un recubrimiento elaborado con alginato para generar los efectos inhibidores
sobre E. coli. El comportamiento comparado de los microorganismos de referencia en la
figura 9 es explicado por el reporte de Pellissari et al. (2009) quienes sostienen que los
factores inherentes al microorganismo utilizado, en este caso E. coli posee un factor
protector determinante al ser una bacteria gram-negativa ya que posee una membrana
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
65
externa sobre la pared celular que ofrecería mayor resistencia a la presencia de los
compuestos bioactivos (fenoles y flavonoides) del AEL y del EEP, mientras el S. aureus
al ser una bacteria gram-positiva no cuenta con este tipo de estructuras ocasionándole
una mayor susceptibilidad.
Figura 4-1: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente a 0.5 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión de AEL y EEP. Donde RA1 = tratamiento 1, RA2 = tratamiento 2, RB1 = tratamiento 3 y RB2 = tratamiento 4.
Letras a, b y c indican diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre tratamientos.
En cuanto a los resultados obtenidos de los diámetros de halo de inhibición utilizando
una concentración de microorganismos equivalente a 2 unidades de la escala de
Mcfarlad los tratamientos 3 y 4 no presentaron inhibición del microorganismo S. aureus
mientras los tratamientos 1 y 2 presentaron halo de 9 y 9.5 mm de diámetro (figura 4-3).
Por otra parte para el microorganismo E. coli, si se presentaron efectos inhibitorios por
parte de los tratamientos 3 y 4 (5.5±0.5 y 5.0±0.6 mm de diámetro respectivamente)
siendo estos resultados muy próximos a lo obtenido para el mismo microorganismo en
menores concentraciones (0.5 en escala de Mcfarland). De la misma manera los
tratamientos 1 y 2 presentaron efectos de inhibición similares a los registrados en la
figura 9. Lo anterior podría ser explicado por una mayor susceptibilidad del
microorganismo E. coli en comparación con el S. aureus a los compuestos bioactivos
como fenoles y flavoniodes presentes en los recubrimientos comestibles. Pero este
66 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
comportamiento no es consistente con lo reportado por Benavides et al. (2012) quienes
adicionaron aceite esencial de orégano a niveles de 0.5, 1 y 1.5% en recubrimientos
elaborados a base de alginato para evaluar sus propiedades antibacterianas en cepas de
E. coli y S. aureus, encontrando que solo se presenta inhibición cuando la adición del
aceite esencial al recubrimiento es igual o superior al 1% y que esta inhibición se
presenta con valores de mayor magnitud sobre el S. aureus en comparación con E. coli,
argumentando los autores en concordancia con Pellissari et al. (2009) que este
comportamiento se debe a la membrana externa que recubre la pared celular de las
bacterias gram-negativas.
Figura 4-2: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente a 2 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión de AEL y EEP. Donde RA1 = tratamiento 1, RA2 = tratamiento 2, RB1 = tratamiento 3 y RB2 = tratamiento 4.
Letras a, b y c indican diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre tratamientos.
Para la concentración de microorganismos equivalente a la unidad 3 en la escala de
Mcfarladn (figura 4-4) solo se presentaron efectos inhibitorios en los tratamientos 1 y 2
para E. coli, evidenciándose un comportamiento similar al de la figura 10 en términos de
la comparación con los halos de inhibición registrados para S. aureus, es decir se
presentó una menor susceptibilidad del S. aureus a la presencia de los compuestos
bioactivos aportados por AEL y EEP; resultados que nuevamente no son consistentes
con lo mostrado por la gráfica 8 y con lo reportado por Pellissari et al. (2009) y Benavides
et al. (2012). En cuanto a los tratamientos 3 y 4, estos no mostraron ningún tipo de efecto
Evaluación antimicrobiana y antioxidante in vitro de aceites esenciales y
extractos etanólicos de propóleos incorporados en recubrimientos
comestibles
67
sobre las poblaciones E. coli, mientras S. aureus si presento halo inhibitorio frente al
tratamiento 3, siendo este resultado esperado para este tratamiento debido a la
presencia de la membrana externa que protege la pared celular de las bacterias gram-
negativas.
Figura 4-3: Efecto de la inhibición de E. coli y S. aureus a una concentración equivalente a 3 en escala de Mcfarland por la exposición a recubrimientos comestibles con inclusión de AEL y EEP. Donde RA1 = tratamiento 1, RA2 = tratamiento 2, RB1 = tratamiento 3 y RB2 = tratamiento 4.
Letras a, b y c indican diferencia estadísticamente significativa (p<0.05) entre tratamientos.
Los resultados de halo inhibición obtenidos en este estudio al ser comparados con los
controles positivos (tabla 4-3) muestran que si bien se presentaron valores de inhibición
significativos producidos por la adición de AEL y EEP a los recubrimientos comestibles,
solo el tratamiento 1 logro alcanzar los valores mínimos establecidos por el National
Committee for Clinical Laboratory Standards (CLSI, 2010) en el documento estándar de
desempeño para pruebas de susceptibilidad microbiológica, lo cual demuestra que aún
existe potencial en la realización de estudios en los que se evalúen mayores adiciones de
AEL y EEP buscando conocer mejor la actividad antibacteriana de los aceites esenciales
y el extracto etanólico de propóleo ya que los resultados dependen en gran medida del
tipo de microorganismos sobre los que se van a utilizar.
68 Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Tabla 4-3: Estándar de desempeño para pruebas de susceptibilidad microbiológica del National Committee for Clinical Laboratory Standards (CLSI, 2010)
Antibiótico Microorganismos de
referencia
Diámetro de halos de
inhibición (mm)
Penicilina (10UI/ml) Staphylococcus aureus 26-37
Gentamicina (10 µg/ml) Escherichia coli 19-26
4.7 Conclusiones
De los aceites esenciales considerados en este estudio, el de laurel es el que
posee las mejores características antimicrobianas y antioxidantes, lo que lo hace
la mejor opción para su utilización en recubrimientos comestibles.
Los componentes bioactivos aportados por el AEL y EEP en los niveles
adicionados en el tratamiento 1 poseen valores de inhibición equivalentes al del
antibiótico gentamicina, por lo que pueden ser considerados como un punto de
referencia para próximos estudios que involucren combinaciones similares de
aditivos de origen natural para el control de microorganismos como el
Staphylococcus aureus.
En términos de inhibición microbiológica los tratamientos 3 y 4 no constituyen
opciones viables como fórmulas de recubrimiento comestible para generar una
mitigación significativa de las poblaciones de los microorganismos usados para
este estudio debido a sus bajos niveles de adición de AEL y EEP.
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5. Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
5.1 Resumen
El objetivo de este trabajo fue evaluar el potencial de la aplicación de recubrimientos con
inclusión de aceite esencial de Laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos
como posibles conservantes y antioxidantes naturales en un producto cárnico tipo
Luncheon fish. Se procesó el producto a base de carne de cachama al cual se le aplico
un recubrimiento de alginato adicionando con aceite esencial y extractos etanólico de
propóleo donde fueron realizados análisis de vida útil. Las muestras del producto
Luncheon fish fueron almacenadas a 4°C en empaque sintético a las cuales se les
realizaron análisis, bromatológicos, pH, bases volátiles nitrogenadas BVN-T, ácido
tiobarbitúrico (TBA), color y las magnitudes psicofísicas del espacio CIEL*a*b*, textura,
evaluaciones microbiológicas y de evaluación sensorial. Las muestras fueron analizadas
los días 0, 8, 15, 21 y 28. Los resultados obtenidos muestran que la calidad sensorial fue
el parámetro que más se afectó durante el almacenamiento para las muestras con
recubrimiento. Para aspectos como el análisis de BVN-T y TBA mostraron un aumento
constante durante el tiempo de estudio, dejando así a las muestras recubiertas como las
más resistentes a la degradación oxidativa, expresando un mayor carácter antioxidante.
De otro lado, los recuentos microbiológicos de coliformes totales y E. coli no fueron
reducidos en las dos muestras, lo que sugiere que la adición del aceite esencial y del
extracto no influyó en los valores microbiológicos. Este comportamiento fue similar en
textura dado que durante el tiempo de almacenamiento este parámetro a pesar de
76 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
presentar alguna diferencia no indica que el comportamiento de la dureza este
influenciado directamente por el recubrimiento. Se concluyó que durante el tiempo de 2
Aplicación de un recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de
propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish” almacenamiento
el recubrimiento muestra un efecto positivo en la estructura del producto Luncheon fish,
aunque no en la preservación a largo tiempo.
Palabras claves: Actividad antimicrobiana, Cachama, propóleos, preservación,
recubrimiento.
5.2 Abstract
The objective of this study was to evaluate the potential of applying coatings with
inclusion of essential oil of Laurel (Laurus nobilis) and ethanol as possible propolis
extracts as possible preservatives and antioxidants in a type Luncheon meat product fish.
Processed meat product meat of cachama which was applied you an alginate coating
adding essential oil and ethanol extracts of propolis which were performed. Samples of
product Luncheon fish were stored at 4° C in synthetic packaging which were performed
analysis, bromatological, pH, volatile nitrogenous bases BVN-T, thiobarbituric acid (TBA),
color and the physical magnitudes of space CIEL* a* b*, texture, microbiological and
sensory evaluation assessments. The samples were analyzed for 0, 8, 15, 21 and 28
days. The results show that the sensory quality was the parameter that was most affected
during storage for specimens with coating, both the BVN-T as for TBA increased
constantly, thus leaving samples coated as the most resistant to oxidative degradation
expressing a greater antioxidant character. On the other hand, the microbiological counts
of total coliforms and E. coli were not reduced in the two samples, which suggests that the
addition of the essential oil and extract did not influence the microbiological values. This
behavior was similar in what refers to given texture than during the storage time of texture
parameters, which despite some difference overlay not directly influences on this
attribute. It was concluded that during the storage time the coating shows a positive effect
on the structure of the product Luncheon fish, although not in long term preservation.
Keywords: Antimicrobial activity, Cachama, propolis, preservation, coating
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
77
5.3 Introducción
Para los alimentos procesados puede transcurrir un largo tiempo antes de llegar a entrar
en contacto con el consumidor final, por lo cual es de gran relevancia la aplicación de
sistemas adecuados de conservación, buscando el mayor tiempo posible de vida útil
dentro del cual las características del producto no varíen significativamente; en este
sentido, mantener en los alimentos procesados las propiedades organolépticas y
adecuados niveles microbiológicos para evitar alteraciones solo podrá ser logrado
mediante la utilización de buenas prácticas de higiene, adecuado manejo de envase
entre otras que pueden influir en la vida útil del producto (O'Sullivan et al., 2011;
Lorentzen et al., 2014). Por lo anterior para contribuir con la extensión de la vida útil de
productos procesados se plantea la alternativa del uso de recubrimientos comestibles, los
cuales han sido estudiados en trabajos de investigación donde se ha realizado su
utilización con la incorporación de sustancias de origen vegetal y animal como aceites
esenciales y propóleo, respectivamente, para evaluar sus efectos antioxidantes y
antimicrobianos en alimentos procesados con el fin de desacelerar los procesos de
deterioro que se presentan normalmente en productos alimenticios (Cutter, 2006;
Bastarrachea, Dhawan, y Sablani, 2011). Por otra parte en la elaboración de
recubrimientos comestibles es necesario considerar el uso de polisacáridos naturales
como ingredientes base que no causen problemas de tipo alérgico en el consumidor y
que posean características que no contribuyan a la distorsión del sabor ni el olor en el
producto al que se adicionaran y que por tanto permitan ser combinados con otros
ingredientes de interés en la industria de alimentos (Gómez et al., 2007). Entre los
polisacáridos más destacados para la elaboración de recubrimientos comestibles se
contempla el alginato, el cual es un biopolímero que debido a sus propiedades coloidales
y su capacidad de formar geles fuertes están encontrando un uso cada vez mayor en la
industria alimentaria como texturizante y como agente gelificante (Mancini y McHugh,
2000). Los recubrimientos elaborados a base de alginato son capaces de contribuir en el
mantenimiento de la buena calidad de un producto y prolongar su vida útil
proporcionando una barrera frente al agua, reduciendo la contaminación por
microorganismos, manteniendo el sabor y retardando la oxidación de la lipídica (Song et
al., 2011). Adicionalmente, sustancias antioxidantes y agentes antimicrobianos naturales
pueden ser combinados en formulaciones para películas y recubrimientos comestibles
78 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
permitiendo efectos sinérgicos que favorecen aún 4 Aplicación de un recubrimiento
comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un
producto cárnico tipo “Luncheon fish” más las matrices alimenticias objeto de la
protección de los recubrimientos comestibles (Campos et al., 2011; Lauková et al., 2011);
entre las sustancias más utilizadas para su inclusión en recubrimientos están son los
aceites esenciales extraídos de plantas dada su actividad antimicrobiana que variara
según la composición química del aceite, teniendo especial relevancia el perfil de
componentes fenólicos los cuales pueden afectar la membrana celular de las bacterias
desestabilizando la operación de la bicapa fosfolípidica y los sistemas enzimáticos
adjuntos (Abdollahzadeh et al., 2014). El uso de sustancias de origen animal como los
propóleos también genera actividad antibacteriana sinérgica cuando se combina con
aceites esenciales debido a que también posee niveles significativos de compuestos
fenólicos y flavonoides (pinocembrina, pinobanksina y galangina) en su composición
(Mirzoeva et al. 1997; Drago et al., 2007; Castaldo y Capasso, 2002).
Al considerar las características que pueden llegar a presentar los recubrimientos
comestibles con adición de sustancias con propiedades antimicrobianas y antioxidantes,
resulta conveniente la evaluación de la aplicación de recubrimientos sobre alimentos
procesados como el Luncheon fish elaborado a base de materias primas como la carne
de pescado la cual posee una alta susceptibilidad a presentar elevadas tasas de
crecimiento microbiano que están correlacionadas con la aparición temprana de procesos
de deterioro de las características organolépticas y olores y sabores rancios (Ghaly et al.,
2010). Por lo anterior el objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto de un
recubrimiento con adición de aceite esencial de laurel (AEL) y extracto etanólicos de
propóleo (EEP) aplicado a un producto cárnico tipo “Luncheon fish” a través del
monitoreo de variables respuesta físico-químicas y microbiológicas relacionadas con la
vida útil del producto y su comparación con el mismo producto cárnico sin adición del
recubrimiento.
5.4 Materiales y métodos
5.4.1 Obtención de la materia prima
Los pescados utilizados para la elaboración del producto cárnico tipo “Luncheon fish”
fueron de la especie Cachama provenientes de la piscícola "La Margarita" Ubicada en el
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
79
Km 10, Vía Villavicencio-Acacias. Los peces fueron sometidos a un régimen de
alimentación basado en concentrado comercial hasta que fueron atrapados y trasladados
en cavas con hielo a la planta de carnes del Instituto de Ciencia y Tecnología de
Alimentos-ICTA de la Universidad Nacional de Colombia Sede Bogotá. El peso promedio
por pescado de los lotes de animales utilizados fue de 657g ± 32 y cada animal fue
sometido a un proceso adecuación que involucraba descamado, retiro de aletas, retiro de
cola, retiro de cabeza y evisceración para la obtención de las carcasas las cuales se
almacenaron a temperatura de refrigeración (2±2°C) para su posterior uso en la
elaboración del producto cárnico.
5.4.2 Formulación del producto cárnico tipo “luncheon fish”
La formulación fue elaborada siguiendo las directrices de la norma CODEX STAN 89
(1991) obteniendo la composición que se muestra en la tabla 5-1.
Tabla 5-1: Formulación para el producto cárnico elaborado a base de carne de
Cachama.
INGREDIENTES (%)
Pasta de pescado 69
Agua 20
Proteína aislada de
soya (pas)
Hidratada 1:5pas/agua
5.0
Cloruro de sodio 1.8
Nitrito 1.0
Condimento unipack 1.0
Eritorbato 0.05
Polifosfatos 0.5
Humo líquido 1.0
Para el procedimiento de elaboración del producto “Luncheon fish” se tomaron las
carcasas de Cachama (Piaractus brachypomus), y se sometieron a tratamiento térmico
80 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
con vapor para disminuir la carga microbiológica; pasando cada carcasa de una
temperatura de 16 ± 3°C (temperatura interna inicial de las carcasas) a 60 ± 5°C durante
15 minutos. Posteriormente se aplicó un proceso de separación mecánica de la carne
utilizando dos equipos diferentes hasta lograr un refinamiento adecuado de la carne en el
cual no se presentaban espinas. Para la separación, en primer lugar se usó un molino de
martillo (Sterling. Jalisco, Mexico) con una criba de 1.8 mm, buscando disminuir el
tamaño de partícula; posteriormente el producto obtenido fue sometido a una
despulpadora horizontal (Schlüter-Electromaschinenbau. Alemania), la cual realizó el
proceso mecánico con una velocidad de 1400 rpm. Finalmente se obtuvo una pasta
cárnica libre de espinas acorde a los lineamientos de la norma NTC 4348 donde se
establecen los requerimientos para la elaboración de productos procesados a base de
carne de pescado. Antes de la elaboración del producto cárnico se realizó una evaluación
microbiológica de la pasta cárnica obtenida a través de los métodos de recuento en placa
para E. Coli siguiendo la norma NTC 4899 y Staphylococcus coagulasa positiva a través
del recuento de placa en superficie, siguiendo la norma NTC 4779; la detección de
Salmonella spp. se realizó según la norma NTC 4574 y la detección de Vibrio cholerae
acorde al método descrito por la ISO/TS 21872–1.
Con la pasta cárnica resultado de la separación mecánica de las espinas, se procedió a
mezclar ésta con los diferentes aditivos de la formulación previamente establecida en un
“cutter” JAVAR (Bogotá, Colombia). Posteriormente la mezcla fue prensada en moldes
para poder aplicar un protocolo de cocción en marmita hasta que el centro geométrico del
producto alcanzo una temperatura de 74 ± 2°C. A continuación el producto fue sumergido
en agua a 1°C causando un choque térmico para eliminar cualquier posible rastro de
microorganismos termófilos remanentes. Finalmente se procedió a realizar el desmolde y
posterior almacenamiento de 20 Kg de producto a temperatura de refrigeración.
5.4.3 Elaboración del recubrimiento
El recubrimiento elaborado en este estudio fue el resultado de ensayos preliminares en
los que se probaron junto con el AEL otros aceites esenciales, dando los mejores
resultados antimicrobianos el recubrimiento elaborado con AEL. Por lo tanto se adiciono
el AEL y EEP a una base de alginato, glicerol y agua siguiendo la metodología reportada
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
81
por Tapia et al. (2012) con algunas modificaciones en la cual el agua destilada usada fue
calentada a 40°C para posteriormente añadir los demás componentes como el glicerol,
alginato, AEL y EEP; una vez finalizada la mezcla los recubrimientos contaron con la
siguiente proporción de ingredientes: 2% de alginato, 2% de glicerol, 0.125 % aceite
esencial de laurel, 0.25% de extracto etanólico de propóleo y 95.625% agua. Para la
homogenización de la mezcla se utilizó un ultraturrax marca IKA®modeloT18Basic. a 200
rpm por 15 min, teniendo en cuenta que el alginato debía adicionarse lentamente para
lograr homogeneidad en la mezcla.
5.4.4 Aplicación del recubrimiento
Con el producto cárnico elaborado y la mezcla del recubrimiento homogénea a una
temperatura de 40°C, se procedió a tajar 10 Kg del producto Luncheon fish logrando
tajadas de 8 mm y de aproximadamente 200g, las cuales fueron bañadas en la mezcla
del recubrimiento. Posteriormente cada muestra fue empacada al vacío (94%) en un
empaque multilaminado marca Alico (Bogotá, Colombia) y etiquetados según el día de
almacenamiento en el cual se realizaron los muestreos (0, 8, 15, 21, 28). Las muestras
empacadas se almacenaron en cava de refrigeración (4°C aprox.) durante todo el
estudio.
5.4.5 Análisis proximal
Para establecer la composición proximal de producto cárnico “Luncheon fish”, se
cuantifico la humedad (AOAC (2002) método 950.46), cenizas (AOAC (2002) método
923.03), proteína cruda (AOAC (2002) método 935.11) y extracto etéreo (AOAC (2002)
método 920.39). Los análisis se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron
como el promedio de los datos obtenidos.
5.4.6 pH
Se siguió la metodología descrita por Figueroa et al. (2006) en la cual fue necesario
elaborar diluciones 1:10 (producto cárnico: agua destilada) que se sometieron a agitación
durante 10 minutos para proceder a medir el pH con un potenciómetro JENWAY 3503
82 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
debidamente calibrado. Las determinaciones se realizaron por triplicado y los resultados
fueron expresados como un promedio de los datos obtenidos.
5.4.7 Determinación del contenido de nitrógeno volátil total (BVNT)
Fue utilizado el método descrito por Goulas y Kontominas (2005) con algunas
modificaciones. Para este análisis se tomaron 10 g de muestra del producto, los cuales
se mezclaron con 100 ml de agua destilada usando una licuadora Osterizer. A
continuación la mezcla fue transferida a un Erlenmeyer con un agitador magnético que
posteriormente se llevó a una plancha de agitación y calentamiento acoplada a un
montaje de destilación. Antes de comenzar el proceso de destilación se adiciono 1 g de
Oxido de magnesio (MgO) para alcalinizar la muestra y para captar los productos de la
destilación se utilizó un Erlenmeyer de 250 ml, el cual contenía 50 ml de solución de
ácido bórico al 3%. El proceso de destilación de la muestra se realizó hasta que en el
Erlenmeyer receptor de productos de la destilación alcanzó un volumen de 200 ml.
Finalmente el Erlenmeyer receptor fue llevado a la etapa de titulación de su contenido de
bases nitrogenadas volátiles (BNV) utilizando una solución de ácido clorhídrico al 0.1 N.
Esta medición se realizó por triplicado y los resultados se expresaron como el promedio
de los datos obtenidos en términos de mg de bases nitrogenadas volátiles por cada 100 g
de muestra.
5.4.8 Determinación del contenido de malonaldehido por el método de reacción al acido 2-tiobarbitúrico (TBA)
Fue usado el método basado en la cuantificación espectrofotométrica del cromoforo
formado después de la reacción de una molécula de malonaldehido producto de la auto
oxidación de la fracción lipídica con dos moléculas de ácido 2-tiobarbitúrico (Tironi et al.,
2007). Para esta prueba se realizó una curva de calibración con el patrón 1, 1, 3, 3-
tetrametoxypropano (TMP) y una solución de ácido tiobarbitúrico (TBA) con una
concentración de 0.021 M para la cual se pesaron 0.3 g de TBA (Merck, Alemania) que
fueron mezclados con 90 ml de agua destilada en un vaso de precipitado. Posteriormente
se tomaron 50 g de muestra del producto Luncheon fish, los cuales fueron
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
83
homogenizados en 6 ml de solución etanólica de hidroxitolueno butilado (BHT, 1 g/l) para
prevenir la auto oxidación; a continuación una fracción homogenizada de 10 g fue
transferida a un tubo de destilación, donde se agregó una gota de agente antiespumante
de silicona (Merck, Alemania), 2.5 ml de HCl al 4 N y 97,5 ml de agua destilada para
seguir con un mezclado en vortex. Una vez obtenida la mezcla se obtuvieron por filtrado
50 ml que fueron pasados a un tubo de ensayo con tapa rosca y fue calentado en baño
maría a 90 ºC por 40 min para generar el desarrollo del cromoforo de color rosa. Al
terminar la exposición al tratamiento térmico se dejó atemperar la muestra a temperatura
ambiente para proceder a medir la absorbancia a 532 nm en un espectrofotómetro Jasco
V-530 (Japón) usando como blanco agua destilada. Los valores obtenidos fueron
expresados como mg de malonaldehido (MDA)/kg de muestra. Estas mediciones se
realizaron por triplicado y los resultados se expresaron como el promedio de los datos
obtenidos.
5.4.9 Determinación de color
Las determinaciones de color se realizaron sobre la superficie de las muestras con
recubrimiento y sin recubrimiento, hasta completar un total de nueve determinaciones por
cada muestra. Se empleó un colorímetro Color QUEST XE, utilizando el espacio de color
de CIE (2004), el iluminante D65 y el observador estándar de 10°. Lo anterior siguiendo la
metodología de Cassens et al. (1995). Los resultados se expresaran en términos de las
coordenadas colorimétricas luminosidad (L*), índice verde-rojo (-a*, +a*) e índice azul
amarillo (-b*, +b*).
5.4.10 Análisis de Textura
Las propiedades de textura fueron evaluadas mediante el método propuesto por Ruiz de
Huidobro et al., (2005) utilizando en texturómetro (TA.XT 2 plus texture analyser by
Stable Micro Systems, UK) con sonda Warner-Blatzer este procedimiento efectuó un
ensayo de cizallamiento el cual mide la fuerza en Newtons necesarios para cortar un
pedazo de carne; la celda de prueba consistió en una hoja de acero de 3 mm de espesor
con una muesca en forma de V (60°), fue ajustado a través de una rendija con un ancho
84 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
de 4 mm en una base. La muestra fue puesta sobre la base, debajo de la cuchilla y fue
cortada a través ya que la hoja se mueve hacia abajo con una velocidad constante a
través de la ranura de la base (parámetros del ensayo fueron: velocidad de pre-test: 3,0
mm s -1; velocidad de ensayo: 1,0 mm s -1; velocidad después de la prueba: 3,0 mm s -
1). Distancia fue de 40,0 mm (la sonda debe cortar la carne por completo). El parámetro
registrado fue la fuerza máxima de cizallamiento, que es el pico más alto de la curva, que
es la resistencia máxima de la muestra a la cizalladura. Cada muestra se evaluó 7 veces.
5.4.11 Determinación microbiológica del producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Los análisis fueron realizados los días 0, 8, 15, 21, 24 de almacenamiento. Los análisis
microbiológicos fueron los siguientes: fue empleada un cantidad de 10 g de muestra, de
al menos 3 paquetes diferentes por cada lote SR y CR; cada muestra fue almacenada en
bolsas de plástico estériles (Whirl-Pack®) con 90 ml de agua peptona estéril (0,1%)
(Oxoid, Basingstoke, Reino Unido) y homogenizado en mezclador Stomacher (modelo
Stomacher® 400 circulator) durante 2 min. Partiendo de ahí fueron realizadas diluciones
seriadas de 10-2 hasta 10-6 utilizando agua peptonada estéril. El procedimiento de
recuento para E. Coli.(NTC 4899., 2001) se realizó con siembra de diluciones seriadas
10-2 hasta 10-6 en superficie usando agar MacConkey (Oxoid),que posteriormente se
llevó a incubación con una temperatura de 37°C durante 24 h. Las colonias típicas son
aisladas en agar tripticasa de soya (TSA) y la confirmación se realizó mediante la prueba
de confirmación bioquímica en tubo.
El recuento de Staphylococcus coagulasa positiva (NTC 4779., 2007) fue realizado
mediante siembra de diluciones seriadas de 10-2 hasta 10-6 en superficie utilizando agar
Baird Parker (Merck), incubado a 37°C durante 48 h, posteriormente fue realizada la
prueba de coagulasa para las colonias sospechosas. Todos los recuentos
microbiológicos se expresan como el registro de las unidades formadoras de colonias por
gramo (UFC/g) de muestra.
Para determinar la presencia de Salmonella sp.(NTC 4574., 2007) fueron empleados 25
gramos de cada muestra en 225 ml de agua peptonada, las muestras fueron incubadas a
37°C durante 18 h aprox., para el enriquecimiento selectivo fue usado caldo Rappaport
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
85
Vassiliadis (Merck) incubado a 41°C aprox. durante 24 h. y caldo tetrationato (Oxoid)
incubado a 37°C durante 24h, finalmente fue sembrado en agar XLD (Oxoid), Hektoen
(Becton dickinson) y verde brillante (BGA) (Merck), se incubaron las cajas de Petri a 37°C
por 24h. Para la confirmación fue realizada tinción de Gram y se realizaron fueron
pruebas de confirmación bioquímica en tubo.
5.4.12 Evaluación sensorial
La aceptación del producto se evaluó basándose en las características de olor, color,
sabor y textura, utilizando una prueba sensorial con panel de consumo compuesto de 20
personas no entrenados, miembros de diferentes departamentos; mediante una escala
hedónica de 4 puntos, con los siguientes descriptores: Me disgusta mucho= 1, me
disgusta= 2, ni me disgusta, ni me gusta= 3, me gusta = 4 y me gusta mucho=5.
Mediante un formato de evaluación (Hleap et al., 2010).
Las muestras fueron tajadas y cortadas en porciones de 2,0 cm (10 g aprox.) e
identificadas con números aleatorios de tres cifras, puestas en bandejas blancas
individuales para cada panelista (Ferreira et al., 2000). La evaluación fue realizada en
un área ventilada, de buena iluminación, libre de olores extraños y el orden de las
muestras servidas para los panelistas fue al azar a través de las sesiones.
5.4.13 Diseño estadístico
El tratamiento estadístico de los datos obtenidos se realizó mediante el programa
Statgraphics Centurion XVI (Manugistics, Rockville, MD, USA). Con el objetivo de
comprobar la existencia de diferencias significativas entre los dos tipos de recubrimiento
sobre las muestras para cada parámetro evaluado se llevó a cabo un análisis de la
varianza (ANOVA). El procedimiento LSD (least significant diference) se utilizó para
comprobar las diferencias a un nivel de significancia del 5%.
86 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
5.5 Resultados y discusión
5.5.1 Análisis microbiológico de pasta de pescado
La Tabla 5-2 muestra los valores cuantificados de microorganismos donde los recuentros
encontrados para E. coli fueron menores a 10 UFC/g estando este valor por debajo de lo
establecido en la resolución colombiana N°122 del 2008 para productos de la pesca, en
particular pescados, moluscos y crustáceos precocidos; esta evaluación determina la
eficiencia de procesamiento y la calidad de la materia prima. Mello et al., (2010),
trabajaron con pasta de tilapia donde reportaron valores de 5.04 UFC/g quien atribuye
este tipo de comportamiento a la contaminación que se da durante el procesamiento,
siendo un factor que se mejora con el monitoreo de las operaciones de limpieza y
sanitización. E. coli está presente en los productos pesqueros como resultado de la
contaminación a partir del reservorio animal/humano dándose una contaminación
cruzada, esta contaminación normalmente se relaciona con la contaminación fecal, la
contaminación de los medios acuáticos, donde este microorganismo se encuentra
generalmente en tres regiones: la superficie exterior, branquias y los intestinos de los
peces o a través de la contaminación directa de los productos durante su elaboración
(Huss, 1999).
No se encontró incidencia de contaminación por Staphylococcus en las muestras
analizadas ya que no fueron encontradas colonias típicas en agar Baird Parker, por esta
razón no fueron reportados recuentos para este microorganismo. En particular este
comportamiento indica que el procedimiento de manipulación (descamado, retiro de
aletas, retiro de cola, retiro de cabeza y eviscerado) del pescado en fresco fueron
realizados correctamente ya que Staphylococcus se transmite generalmente por el
manipulador, dado que este microorganismo es flora normal de las vías respiratorias
superiores y de la piel, por ejemplo el contacto del alimento con secreciones o saliva
genera una posible contaminación (Delbem et al., 2010; Marín et al., 2009). Por otra
parte fue aislada Salmonella de la pasta de pescado; este tipo de comportamiento se
podría atribuir al manejo sanitario que recibió la materia prima en este caso el pescado
fresco en el lugar de la post-cosecha, donde Salmonella es un microorganismo común de
la flota intestinal de los animales (Quiñones et al., 2000) y también se podría atribuir al
hielo usado para refrigeración durante el transporte del pescado (Falcão et al., 2002;
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
87
Delbem et al., 2010), o al proceso de adecuación y despulpado realizado en planta de
proceso dado que este microorganismo puede permanecer en las superficies de equipos,
mesones o utensilios y contaminar la materia prima. En lo que respecta a Vibrio Cholerae
no fueron aisladas cepas bacterianas que pertenecieran a este género, lo que era de
esperarse ya que los autores Jorquera et al. (2001) indican que los vibrios se localizan en
medios ambientes marinos asociados a la distribución de animales invertebrados donde
toman formas que no los hacen fácilmente viables en medios de cultivos y de ahí radica
su dificultad de aislamiento.
Tabla 5-2: Análisis microbiológicos de la pasta de cachama
Parámetros
Res. N°122
Límites permitidos
Fuente de origen
Pasta de pescado (Cachama)
E. coli (UFC/g) 10- 400 <10
Staphylococcus coagulasa
positiva (UFC/g) 100-1000 Negativo
Salmonella /25g Ausencia Presencia
Vibrio chorelae /25g Ausencia Ausencia
5.5.2 Análisis proximal
En la tabla 5-3 se muestran los resultados de los análisis de proteína para el producto
cárnico Luncheon fish donde fue hallado un valor de 17.4±0.18%, este porcentaje de
proteína está dentro de los valores esperados para pescados de agua dulce, los cuales
expresan porcentajes de 16 a 19% (García et al., 2009); de igual manera el
comportamiento del porcentaje de proteína encontrado en este estudio es similar al
expresado por especie cachama negra (Colossoma macropomum) con un 17.5% de
proteína (Rodríguez et al., 2001). Por otra parte en estudios de productos emulsionados
como las salchichas de pescado los autores Hleap y Velasco, (2010) encontraron valores
de 13.15± 0.08% de proteína en salchichas de carne de tilapia roja (Oreochromis sp.) y
88 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
García et al., (2005) reportaron un porcentaje de 15.53±0.08% en salchichas con
inclusión de carne de res y atún (relación de carne/atún 1:5); siendo estos porcentajes
similares a los encontrados por Rodríguez et al., (2001) en salchichas elaboradas a partir
de caribe colorado (Pigocentrus cariba) con un 15.06% de proteína. Para embutidos tipo
mortadela Bartolomeu, (2011) encontró una proteína total del 17%, esta mortadela fue
elaborada con carne mecánicamente deshuesada de tilapia de Nilo (Oreochromis
niloticus); sin embargo todos estos valores se encuentran por debajo de los valores
reportados en este estudio. Las variaciones en proteína se dan posiblemente por
la incorporación de ingredientes en las formulaciones con alto contenido de
carbohidratos y bajo contenido de proteínas.
En cuanto al porcentaje de grasa encontrado se debe tener en cuenta que dentro de la
formulación para Luncheon fish no hubo inclusión de grasa, por tanto el porcentaje de
7.3± 0.80% es atribuible exclusivamente a la carne de cachama (P. brachypomus) ya que
esta presenta niveles de grasa entre 1.6 y 6.3% (Perea et al., 2008). El valor encontrado
de 74.3 ± 0.18% en el análisis de humedad para el producto Luncheon fish se encuentra
estrechamente relacionada con el tipo de ingrediente cárnico en este caso carne de
cachama que fue usada en la formulación, ya que esta especie de pescado presenta un
alto contenido de humedad; Izquierdo et al., (2000) reportó un 70.73% de humedad para
carne de cachama al igual que los autores Perea et al., (2008) muestran rangos similares
que están entre 74.8 y 79.3% los cuales son comparables con lo encontrado en este
estudio. Es claro que debe tenerse en cuenta que la composición proximal del producto
cárnico elaborado varia principalmente por la especie de pescado ya que la humedad,
grasa y cenizas se ven influenciadas según sea el sexo, la etapa reproductiva y
alimentación que reciba el pescado en el cultivo.
La tabla 5-3: Muestra lo valores promedio de humedad, grasa, proteína y cenizas de
producto cárnico “Luncheon fish” elaborado con Cachama.
PARAMETRO (%)
PROTEINA 17.4±0.18
GRASA 7.3± 0.80
HUMEDAD 74.3 ± 0.18
CENIZAS 2.6± 0.26
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
89
5.5.3 Análisis fisicoquímicos
La Tabla 5-4 refleja los valores de pH, bases volátiles de nitrógeno (BVT-N) y ácido
tiobarbitúrico (TBA). El análisis de pH durante el período de almacenamiento del
Luncheon fish mostró rangos desde 6.70 hasta 7.54 en los 28 días para el tratamiento
SR, que al ser comparado con el tratamiento CR el rango de variación es similar con
valores de 6.77 a 6.9 en los mismos días. Del mismo modo fue notorio un incremento en
el pH durante los primeros 15 días de almacenamiento para los dos tratamientos,
bajando posteriormente en el día 21, aunque esta diferencia es mínima puede explicarse
que el valor del pH se eleve debido a la adición de fosfatos alcalinos, dado que este tipo
de comportamiento se da en productos cárnicos como en jamón cocido y en embutidos
cocidos. De igual manera los valores altos de pH de la mayoría de los productos cárnicos
cocidos son compatibles con el crecimiento de bacterias patógenas, que pueden
proliferar a temperaturas de refrigeración durante la vida útil del producto (Burgos et al.,
2011). Los alimentos proteicos suelen experimentar alcalinización durante el
almacenamiento provocada por la frecuente liberación de grupos amino, producto de la
hidrólisis de las proteínas, que puede ser causada por reacciones bioquímicas naturales
o por el crecimiento de bacterias (Tortora el at., 1993). No obstante, estas bacterias
también producen otras sustancias antagonistas dentro de las cuales se destacan el
diacetilo, peróxido de hidrógeno, acetaldehído, compuestos no proteicos de bajo peso
molecular (Vásquez et al., 2009). El recubrimiento actuó como coayudante en la
propiedad de pH, aunque no se observaron diferencias estadísticamente significativas
para este parámetro (P>0,05). Se puede apreciar que el valor de pH del tratamiento CR
se mantiene en la mayoría de los días por debajo del valor de pH del tratamiento SR, lo
cual permite asumir que hubo un control en la producción de los ácidos orgánicos
producidos gracias al recubrimiento.
En lo que respecta a BVN-T se observaron diferencias significativas en los días 0, 8 y 28
para los dos tratamientos (P<0,05), sin embargo lo que arroja el estudio es que la
diferencia entre las muestras es por el incremento lento de la descomposición proteica
durante el almacenamiento por refrigeración de las muestras SR (tabla 5-4), indicando
una mayor degradación, además este parámetro permanece casi constante durante los
90 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
primeros 15 días y aún al final del período de almacenamiento se encuentran dentro del
límite de 30 mg N/100 g para los dos tratamientos (NTC 5443 ), de hecho los valores
bajos de BVN-T para las muestras CR muestran que la barrera hidrocoloidal donde están
contenidos los agentes antioxidantes cumplen con la función de inhibir la oxidación
enzimática de las proteínas, logrando un retardo en la degradación de proteínas y así
evitar el paso a nitrógeno libre que forma amoniaco y causa reacciones secundarias que
no son de preferencia para los consumidores. Del mismo modo Mohan, et al., (2012)
reportan una notoria reducción del incremento de BVN-T en el periodo de 8 a 10 días de
almacenamiento para pescado que fue recubierto de quitosano, debido a que el
quitosano tiene propiedades que inhibe el crecimiento bacteriano y por ende en ese
estudio fue reducido el deterioro. Para este estudio los niveles de malonaldeído variaron
significativamente (p<0.05), es observable como las muestras con recubrimiento
presentan un valor de TBA bajo comparado con las muestras sin recubrir, el punto
máximo de producción de oxidación de las proteínas se da al día 21 presentando
diferencias significativas (p<0.05) para los dos tratamientos (tabla 5-4); el
comportamiento del tratamiento CR revela como el recubrimiento tiene poder protector
frente a la oxidación secundaria que inhiben el deterioro de las muestras y
adicionalmente el efecto antioxidante otorgado por el aceite esencial de Laurel el cual
puede interferir con las reacciones de propagación, inhibir sistemas enzimáticos, eliminar
radicales libres y donar hidrógenos (Viuda et al., 2010). También los autores Mohan, et
al., (2012) encontraron valores de TBA más bajos cuando fueron usados recubrimientos
de quitosano en sardina (Sardinella longiceps) indicando su eficiencia en la reducción del
deterioro de los lípidos atribuyéndolo a la formación de una capa resistente al oxígeno en
la superficie del pescado. En el caso de los extractos de propóleos que son incluidos en
la formulación del recubrimiento para este ensayo, se reporta que estos no reaccionan
químicamente con otros componentes presentes en la matriz, solo se mantienen
atrapados en la estructura y por tanto es de esperar que la migración hacia la matriz
cárnica no sea de manera instantánea (Chang et al., 2011).
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
91
Tabla 5-4: Valores promedio de pH, bases volátiles de nitrógeno (BVT-N) y ácido
tiobarbitúrico (TBA).
pH BVT-N (mg/100g) TBA mg MDA/Kg
Día 0 SR 6.70 ±0.050Aa 28.60 ±1.96Ac 0.0047 ±0.0014Aa
CR 6.77 ±0.010Aa 29.32 ±3.73Ac 0.0047 ±0.0015Aa
Día 8 SR 6.80 ±0.012Aab 23.45 ±0.57Aa 0.012 ±0.0013Aa
CR 6.82 ±0.006Aab 23.54 ±0.84Aa 0.0058 ±0.0019Ba
Día 15 SR 7.54 ±1.15Ac 26.55 ±0.63Aab 1.68 ±0.15Ab
CR 6.93 ±0.017Ac 24.92 ±1.21Aab 1.37 ±0.22Ab
Día 21 SR 6.88 ±0.023Aab 28.13 ±0.32Abc 2.09 ±0.08Ac
CR 6.82 ±0.036Aab 28.06 ±0.89Abc 1.94 ±0.16Bc
Día 28 SR 7.0 ±0.010Aab 26.04 ±1.21Aa 0.027 ±0.00018Aa
CR 6.71 ±0.015Aab 24.81 ±2.22Aa 0.022 ±0.00067Ba
SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento Superíndice con letra mayúscula (A, B, C) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada tratamiento. Superíndice con letra minúscula (a, b, c, d, e) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada día observado.
5.5.4 Análisis de Color
Los resultados de color muestran que el recubrimiento en el producto cárnico Luncheon
fish tuvo poca variación en este parámetro (tabla 5-5); por ende no existieron diferencias
significativas (p>0.05) entre los tratamientos, excepto para los días 15 y 28 para la
coordenada de luminosidad (L*), esta diferencia debe está dada por las propiedades del
recubrimiento, como la incidencia de una mayor reflexión de la luz; ya que los valores son
mayores en muestras CR que en muestras SR. En la coordenada b* los resultados del
92 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
análisis estadístico muestran que el comportamiento fue significativamente variable
(p<0.05) tanto entre tratamientos como para los días a través del tiempo. Se obtuvieron
valores más elevados en los días 21 y 28 para los dos tratamientos. En la coordenada a*
los valores son menores para las muestras CR a lo largo del tiempo. La coordenada a*
depende fundamentalmente de hemopigmentos (Mb y Hb) contenidos en la carne, éstos
apenas influirían en el comportamiento de esta coordenada o de igual manera se debe a
la salida de agua de la matriz cárnica (Vargas y Atarés, 2013).
El croma presenta diferencias significativas (p<0.05), indicando una mayor saturación del
color en la muestra SR en el día 28. Con respecto al tono el recubrimiento tiene un efecto
sobre los valores dado que se evidencia por la diferencia estadísticamente significativa
(P<0.05) entre los tratamientos para los días 0, 8 y 28. Las muestras con recubrimiento
mostraron en general un color más saturado y más luminoso que las muestras SR, no
existiendo diferencias significativas en función de la película aplicada.
Tabla 5-5: Coordenadas de color obtenidas de muestras de producto Luncheon fish
elaborado de carne de Cachama
L* a* b* C*ab hab
Día
0
SR 69.04 ±1.67Aab 4.47 ±0.22Aab 16.27 ±0.47Ab 16.87 ±0.51Ab 74.64 ±0.45Ab
CR 69.54 ±0.37Aab 4.27 ±0.25Aab 17.26 ±0.37Bb 17.79 ±0.36Bb 76.10 ±0.85Bb
Día
8
SR 69.62 ±0.46Ab 4.47 ±0.11Aa 16.43 ±0.35Ab 17.03 ±0.35Ab 74.75 ±0.39Ab
CR 69.78 ±0.76Ab 4.05 ±0.24Ba 16.70 ±0.42Ab 17.19 ±0.46Ab 76.35 ±0.56Bb
Día
15
SR 67.48 ±1.13Aa 4.56 ±0.53Aab 16.88 ±1.18Ab 17.49 ±1.27Ab 74.91 ±0.82Ab
CR 69.16 ±0.60Ba 4.21 ±0.19Aab 16.84 ±0.56Ab 17.36 ±0.56Ab 75.94 ±0.60Ab
Día
21
SR 68.73 ±0.60Aab 4.67 ±0.08Ab 17.50 ±0.23Ac 18.11 ±0.22Ac 75.06 ±0.33Ab
CR 68.81 ±2.7Aab 4.49 ±0.17Bb 17.35 ±0.37Ac 17.92 ±0.37Ac 75.48 ±0.55Ab
Día SR 68.51 ±0.41Aab 4.61 ±0.07Aab 15.96 ±0.18Aa 16.61 ±0.19Aa 73.88 ±0.15Aa
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
93
28 CR 69.39 ± 0.32Bab 4.16 ±0.21Bab 16.07 ±0.19Aa 16.60 ±0.23Aa 75.46 ±0.58Ba
SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento. Superíndice con letra mayúscula (A, B, C) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada tratamiento. Superíndice con letra minúscula (a, b, c, d, e) diferente indica diferencia estadísticamente
significativa (P<0,05) en la misma columna para cada día observado.
5.5.5 Análisis de textura
Los valores de fuerza de corte se han marcado como el suministro de información fiable
acerca de la aceptabilidad del producto o las preferencias entre los consumidores
(Destefanis et al., 2008). El análisis estadístico de los resultados mostró que ambos
tratamientos tienden al aumento de la dureza y la firmeza con el tiempo, pero no
existieron diferencias significativas para estos dos parámetros (p<0.05) que sean
atribuibles al uso del recubrimiento comestible. Los incrementos de la dureza están
reflejados en las muestras CR y los valores encontrados para este parámetro estuvieron
en un rango de 55.22 a 68.21 N hasta el día 28 de ensayo (tabla 5-6) y la firmeza con
5.60 a 7.28 N para el mismo periodo de tiempo, presentando una mayor resistencia al
corte. Este comportamiento fue similar en estudios con jamón cocido y jamón visking,
donde en el tiempo de almacenamiento (0 a 20 días) se produjo un aumento en la dureza
con recubrimientos de quitosano (García et al., 2008).
Tabla 5-6: Análisis instrumental de textura
DIAS
TRATAMIENTO
SR CR
DUREZA (N)
0 49.09±Ab 52.22±6.73Aa
8 63.14±Ac 63.74±7.63Ab
15 34.81±Aa 53.27±5.85Ba
94 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
21 58.33±Abc 55.36±12.3Aa
28 65.99±Ac 68.21±6.46Ab
FIRMEZA (N)
0 5.60 ± 0.75Ab 5.60± 0.53Aa
8 6.57± 0.54Ac 6.49± 0.70Ab
15 4.10± 0.47Aa 5.54± 0.57Ba
21 6.43± 0.94Ac 5.60± 0.75Aa
28 7.30± 0.70Ad 7.28± 0.53Ac
SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento. Superíndice con letra mayúscula (A, B, C) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma fila para cada tratamiento. Superíndice con letra minúscula (a, b, c, d, e) diferente indica diferencia estadísticamente significativa (P<0,05) en la misma columna para cada día observado.
5.5.6 Análisis microbiológico
Los cambios en la microbiología del producto cárnico Luncheon fish durante el
almacenamiento son mostrados en la Tabla 5-7. Los resultados del análisis
microbiológico para el día 0 se realizaron 24 h. después de la elaboración del producto
cárnico. Se observa que en ninguno de los dos productos a lo largo del tiempo fue
aislada Staphylococcus coagulasa positiva ni Salmonella spp, cumpliendo con los
estándares establecido por la resolución colombiana N°0122/2012 para productos
cocidos de pescado. En lo que respecta al recuento de coliformes totales los valores se
incrementan significativamente en el tratamiento SR desde el día 21 con 290UFC/g, al
ser comparados entre si los tratamientos al final del estudio prevalece este tipo de
comportamiento. Para E. coli en el tratamiento CR se encontraron recuentos
ligeramente menores que para las muestras SR, pero no se puede afirmar que exista una
diferencia lo suficientemente grande para considerarse significativa.
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
95
Por otro lado, autores como Song et al., (2011) en investigaciones para la conservación
de tejidos de origen animal realizadas en filetes de pescado, reportaron que el
recubrimiento comestible a base de alginato proporcionó una barrera frente al oxígeno
inhibiendo el crecimiento microbiano y demorando su deterioro. Como resultado de las
características que posee el alginato; ya que es de soporte para el transporte de
compuestos antimicrobianos y probioticos entre otros, para mantener la calidad de
productos alimentarios en almacenamiento (Fernando y Duque 2014) y tiene la
capacidad de generar matrices poliméricas, mediante el entrecruzamiento de sus
cadenas adyacentes a través de las uniones con iones bivalentes como el calcio, por lo
tanto confieren protección a los alimentos mediante la formación de una barrera en la
superficie (Wang et al., 2007). Además Grosvenor (1995) estableció que las bacterias
Gram positivas (Clostridium, Listeria, Staphylococcus,...etc) eran más susceptibles contra
extractos de plantas en comparación con Gram negativas (Salmonella, E. coli,..etc.). Esta
propiedad puede deberse a las características morfológicas típicas de cada bacteria, ya
que las Gram negativas poseen una membrana externa compuesta de lipopolisacáridos,
que las hace un poco impermeables a moléculas lipofílicas; además la membrana
externa actúa como una barrera selectiva a moléculas hidrofílicas. En estudios donde fue
evaluado el efecto inhibidor de aceite esencial de tomillo contra L. monocytogenes en
carne picada el estudio mostró que fue baja en el nivel de concentración de 0,3%, pero
de alta a niveles de 0,6% y 0,9% (Govaris et al., 2010). Al parecer la inclusión de este
tipo de agentes bioactivos permite una liberación progresiva de los compuestos fenólicos
durante el almacenamiento en la superficie del producto.
Tabla 5-7: Análisis microbiológicos
DIA
SR CR
0 8 15 21 28 0 8 15 21 28
Coliformes
totales(UFC/g) <3 5 10 120 >400 <3 <3 9.1 46 200
E. coli (UFC/g) A A <10 30 100 A A <10 <10 25
96 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
Staphylococcus
coagulasa
positiva
(UFC/g)
- - - - - - - - - -
Salmonella
/25g A A A A A A A A A A
SR: tratamientos sin recubrimientos, CR: tratamientos con recubrimiento. A: ausencia, P= presencia
5.5.7 Análisis sensorial
Los atributos sensoriales de las muestras de Luncheon fish con los tratamientos (SR y
CR) para los atributos de sabor, color, textura, aroma y aceptación general (Figura 5-1)
los cuales son presentados hasta el día 15 dadas las desfavorables condiciones
microbiológicas de las muestras a partir de este día. En el producto SR no se
presentaron diferencias estadísticamente significativas (P>0.05) para el atributo de sabor
en los días de ensayo; obteniendo la mejor puntuación el día 0 el cual obtuvo en
promedio 3.8± 0.2 y disminuyendo a lo largo del tiempo (3.4±0.21) hasta el día 15. En
cuanto a los valores promedios del tratamiento con recubrimiento para este mismo
parámetro la puntuación decrece cuando aumenta el periodo de almacenamiento desde
3.4 para el día 0 hasta 3.0 para el día 15 sin presentar diferencias estadísticamente
significativas (P>0.05). La disminución de las puntuaciones asignadas por los panelistas
en el tratamiento CR estuvo marcado por lo perceptible de un sabor atípico a pescado,
atribuible a la inclusión del aceite esencial de laurel en el recubrimiento que acentuó su
sabor siendo poco agradable para los consumidores. En cuanto el color el puntaje más
bajo fue para el tratamiento SR, atribuido por los panelistas a la presencia de un color
que tiende a las tonalidades grises que resulta poco atractivo visualmente. Para el caso
de la textura no se encontraron diferencias significativas según el análisis de varianza.
De acuerdo a los panelistas en general el producto cárnico Luncheon fish presento una
textura suave que fue satisfactoria.
Para el atributo de aroma el análisis sensorial no evidencia diferencias significativas
(P>0.05); aunque para los panelistas fue perceptible un marcado olor aromático en las
muestras con recubrimiento, estas obtuvieron puntuaciones menores de 3.46, 3.38, 3.31
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
97
11.5
22.5
33.5
4
SABOR
COLOR
TEXTURAAROMA
ACEPTACION
Luncheon fish-SR
DIA 0
DIA 8
DIA 15
2.82.9
33.13.23.33.43.53.6
SABOR
COLOR
TEXTURAAROMA
ACEPTACION
Luncheon fish-CR
DIA 0
DIA 8
DIA 15
desde el día 0 hasta el día 15 respectivamente; estando en la categoría “ni me disgusta,
ni me gusta” lo que denota que no encontraron este aroma mayormente desagradable. A
pesar de que no existan diferencias estadísticamente significativas en la figura 5-1 se
puede analizar que la aceptación del producto CR disminuye notoriamente en
comparación con el producto SR, llegando a una calificación promedio de 3.0 para el
último día de ensayo, resultado en el menos aceptado. Este resultado es comparable con
lo reportado por Khalafalla, et al., (2015) los cuales reportan una disminución a lo largo
del estudio en las puntuaciones para el atributo de olor por el uso de extractos de tomillo
y romero en filetes de Tilapia de Nilo (Oreochromis niloticus).
Fig 5-1 Distribución en escala hedónica, de los valores obtenidos a las
cualidades sensoriales del producto sin recubrimiento.
98 Aplicación de recubrimiento comestible adicionado con extractos etanólicos de propóleo y aceites esenciales a un producto cárnico tipo “Luncheon fish”
5.6 Conclusiones
Las muestras con recubrimiento presentaron un mejor comportamiento desde el punto de
vista de degradación de proteínas (BVN-T) y oxidación lipídica (TBA) e incluso se asume
que el estudio se puede prolongar por mayor tiempo de almacenamiento. Demostrando el
potencial de las combinaciones de alginato, aceites esenciales y extractos etanólicos de
propóleos. Sin embargo, una investigación adicional debe llevarse a cabo para controlar
la velocidad de difusión de los compuestos bioactivos a la superficie del producto cárnico
durante el almacenamiento.
En lo que respecta a color es claro que no existe una afectación del recubrimiento sobre
el producto cárnico de pescado ya que no varía de forma significativa en este estudio de
vida útil, sin embargo si se percibe que el color característico de este tipo de matriz a
base de pescado más el recubrimiento afecta la percepción visual de los panelistas
denotando un detrimento en la aceptación del producto. Los parámetros sensoriales no
fueron muy alentadores para este ensayo dado que el sabor detectado por los panelistas
fue en aumento en las muestras con recubrimiento atribuible a la inclusión del aceite
esencial de laurel; por lo tanto, sería más razonable incorporar estos antimicrobianos en
productos tradicionalmente asociados con sabores aromáticos. El sabor fuerte y aroma
presente en estos aceites pueden ser agradables o desagradables dependiendo del tipo
de alimento en el que se utilizan.
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
99
El recubrimiento genera recuentos menores de microorganismos en las muestras
almacenadas y la adición de aceites esenciales y propóleo no supuso una mejora
significativa en la calidad microbiológica.
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6. Conclusiones
Las especies que presentan mayores rendimientos fueron Yamú y Cachama, lo cual
indica se pueden trabajar para la comercialización de filetes en fresco y las carcasas para
su aprovechamiento en procesos de industrialización para la obtención de productos
cárnicos. La diferencia de rendimientos entre las cuatro especies estudiadas se debe
principalmente a la proporción de cabeza dada por las características morfológicas
propias de cada especie.
En cuanto a la capacidad de formación de gel los mejores resultados se obtuvieron para
para la carne de Cachama y Yamú los cuales forma geles más firmes y elásticos, por
esta razón estas especies darán como resultado una mejor textura si el objetivo es la
elaboración de productos cárnicos a base de estas especies. De igual manera se espera
que para la elaboración del producto se tenga una alta capacidad de retención de agua
(CRA) ya que en procesos de trasformación permite dilucidar el comportamiento que
tendrá la carne durante los procesos de elaboración de productos cárnicos, en este
estudio el Bochachico fue el que obtuvo una mayor CRA dadas a las características
estructurales de su carne.
El color del producto elaborado depende del recurso cárnico utilizado para la elaboración
que a su vez está influenciado por factores como su dieta, estado fisiológico, fase
reproductiva, entre otras; sin embargo para Cachama y Yamú el cambio de color en la
carne no es notorio y por esta razón el cambio de color en este caso se debe a la
inclusión de la piel en el proceso de trasformación. Para textura se puede ver una
diferencia significativa en las propiedades de dureza y cohesividad de los productos
cárnicos Luncheon fish entre las dos especies, a partir de estos resultados se muestra a
la cachama como una buena opción para su uso en procesos de trasformación.
En cuanto a la evaluación de las propiedades del recubrimiento el aceite esencial de
laurel demostró ser eficaz inhibidor de microorganismos, si son incorporados en matrices
que sirvan como biorecubrimiento. De igual manera los datos reportados en este trabajo
son alentadores, al demostrar que el uso de biopreservantes podría representar una
Determinación de vida útil de un producto cárnico tipo “Luncheon fish” con un recubrimiento comestible incorporado con aceite esencial de laurel (Laurus nobilis) y extractos etanólicos de propóleos.
107
alternativa para limitar patógenos que provocan deterioro en los alimentos; además de
controlar las reacciones oxidativas que afectan las características sensoriales del
producto gracias a su alto contenido de antioxidantes; sin embargo es necesario tener en
cuenta la cantidad de inclusión de agentes biopreservantes tenga efectos aceptables o
no en atributos organolépticos, siendo un factor a tener en cuenta al momento de ser
utilizados en matrices alimenticias.
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