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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL

FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y AGROINDUSTRIA

EVALUACIÓN DE SANITIZANTES ALTERNATIVOS AL HIPOCLORITO DE SODIO EN LA CALIDAD DE LECHUGA DE

HOJA (Lactuca sativa L. var. Romana) DE IV GAMA EMPACADA CON DOS TIPOS DE EMPAQUE

PROYECTO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL

NATALIA BEATRIZ MOSCOSO RODAS [email protected]

DIRECTORA: ING. SILVIA AZUCENA VALENCIA CHAMORRO, PhD. [email protected]

Quito, Octubre 2015

DECLARACIÓN

Yo, Natalia Beatriz Moscoso Rodas declaro que el trabajo aquí descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias bibliográficas que se incluyen en este documento. La Escuela Politécnica Nacional puede hacer uso de los derechos correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional vigente.

__________________________ Natalia Beatriz Moscoso Rodas

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo fue desarrollado por Natalia Beatriz Moscoso Rodas bajo mi supervisión.

_______________________________ Ing. Silvia Valencia Chamorro, PhD.

DIRECTORA DE PROYECTO

AUSPICIO

La presente investigación se realizó con el auspicio financiero del proyecto semilla

PIS 13-08 “Aplicación de tratamientos poscosecha para extender la vida útil de

hortalizas de IV gama producidas artesanalmente”, que se desarrolló en el

Departamento de Ciencia de alimentos de Biotecnología (DECAB)

AGRADECIMIENTOS

Quiero agradecer a mis padres Dolores y Fernando a quienes les debo todo, por su esfuerzo diario, por su paciencia y por su apoyo enorme. A mis hermanas Maru y Li por su confianza, apoyo y ejemplo. A Andrés por ser mi soporte y la locura de mi vida. A Sintya y Anita, por sus oportunos consejos, por su amistad y motivación a lo largo de todos estos años juntas. A Ruth, Jess, Carlos, Darío, Cristina, Wladimir, Anita y Eve por su tiempo y su ayuda valiosa en el desarrollo de este proyecto. Al Ing. Victor Sevilla y a Janeth Gonza de la empresa “La Huerta” por su colaboración. Al Ing. Pablo Pólit por su tiempo y sus conocimientos. A todo el personal del DECAB por su ayuda. Y en especial quiero agradecer a la Dra. Silvia Valencia Chamorro por darme la oportunidad de trabajar en este proyecto, por brindarme sus conocimientos, su tiempo, su dedicación e inmensa paciencia.

Para Dolores, Fernando,

Maru, Li, Abi y

Andrés

Naty

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

GLOSARIO viii RESUMEN ix

INTRODUCCIÓN xi

1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 1

1.1. PRODUCTOS DE IV GAMA 1

1.1.1. Cambios metabólicos 1

1.1.1.1. Respiración 2

1.1.1.2. Producción de etileno 3

1.1.1.3. Pardeamiento enzimático 4

1.1.1.4. Pérdida de agua 5

1.1.2. Microorganismos en productos de IV gama 6

1.1.3. Parámetros de calidad en productos IV gama 8

1.1.3.1. Apariencia visual 8

1.1.3.2. Textura 8

1.1.3.3. Aroma 8

1.1.3.4. Calidad nutricional 9

1.2. MÉTODOS PARA EXTENDER LA VIDA ÚTIL DE PRODUCTOS DE IV GAMA 9

1.2.1. Métodos Químicos 9

1.2.1.1. Hipoclorito de sodio 9

1.2.1.2. Dióxido de cloro 10

1.2.1.3. Clorito de sodio acidificado 11

1.2.1.4. Ácidos orgánicos 12

1.2.1.5. Peróxido de hidrógeno 13

1.2.1.6. Sales de calcio 13

1.2.1.7. Ozono 14

1.2.1.8. Agua electrolízada 15

1.2.2. Métodos Físicos 15

1.2.2.1. Procesos térmicos 16

1.2.2.2. Atmósferas modificadas 16

1.2.2.3. Irradiación 17

1.2.2.4. Radiación Ultravioleta 18

1.2.2.5. Ultrasonido 19

1.2.2.6. Empaques activos e inteligentes 20

1.2.2.7. Recubrimientos comestibles 21

1.3. ELABORACIÓN DE VERDURAS DE HOJA DE IV GAMA 23

1.3.1. Lechuga (Lactuca sativa L.) 23

1.3.2. Procesamiento de productos de IV gama 25

1.3.2.1. Selección del cultivo 25

1.3.2.2. Cosecha 26

1.3.2.3. Lavado 26

1.3.2.4. Pelado 26

1.3.2.5. Corte 26

ii

1.3.2.6. Tratamiento sanitizante 27

1.3.2.7. Escurrido 27

1.3.2.8. Empaque 27

1.3.2.9. Almacenamiento 28

2. PARTE EXPERIMENTAL 29

2.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS

DE LA MATERIA PRIMA 29

2.1.1. Materia prima 29

2.1.2. Caracterización física 29

2.1.2.1. Inspección visual de la materia prima 30

2.1.2.2. Peso 30

2.1.2.3. Longitud 30

2.1.2.4. Diámetro 31

2.1.2.5. Color 31

2.1.3. Caracterización química 31

2.1.3.1. Medición de pH 31

2.1.3.2. Medida de acidez titulable 31

2.1.4. Caracterización microbiológica 32

2.1.5. Análisis sensorial 33

2.2. ESTUDIO DEL EFECTO DE DOS SANITIZANTES NO CONVENCIONALES EN LA CALIDAD

DE LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA 33

2.2.1. Procesamiento para elaboración de lechuga de hoja de IV gama 33

2.2.2. Sanitizantes no convencionales en la calidad de lechuga de hoja de IV gama 35


2.2.3.1. Pérdida de peso 36

2.2.3.2. Evaluación de la calidad visual 36

2.2.3.3. Color 37


2.2.5. Análisis microbiológicos y sensoriales 37

2.2.6. Determinación de CO2 en el interior de los empaques 38

2.2.6.1. Análisis estadístico 38

2.3. ESTUDIO DEL EFECTO DE LA APLICACIÓN DE HIPOCLORITO DE SODIO Y UN

SANITIZANTE ALTERNATIVO EN LA CALIDAD DE LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA

EMPACADA 39

2.4. ESTUDIO DE LA FISIOLOGÍA POSCOSECHA DE LA LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA 40

2.5. ANÁLISIS ECONÓMICO 41

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 43

3.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS DE LA MATERIA PRIMA

43


3.1.2. Inspección visual 44


3.1.4. Caracterización microbiológica 45

iii


3.2. EFECTO DE DOS SANITIZANTES NO CONVENCIONALES EN LA CALIDAD DE LECHUGA

VAR. ROMANA DE IV GAMA 47

3.2.1. Pérdida de peso 47

3.2.2. Evaluación de la calidad visual de lechuga var. romana de IV gama 48

3.2.3. Color 50

3.2.4. pH y acidez titulable 51

3.2.5. Análisis microbiológico de lechuga var. romana de IV gama 54

3.2.6. Analisis sensorial de lechuga var. romana de IV gama 57

3.2.7. Concentración de CO2 en el interior de los empaques 60

3.3. EFECTO DE LA APLICACIÓN DE HIPOCLORITO DE SODIO Y UN SANITIZANTE NO

CONVENCIONAL EN LA CALIDAD DE LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA EMPACADA

CON DOS TIPOS DE EMPAQUE 62

3.3.1. Pérdida de peso 62

3.3.2. Evaluación del índice de la calidad visual 65

3.3.3. Color 67

3.3.4. pH y acidez titulable 68

3.3.5. Análisis microbiológico 72


3.3.7. Concentración de CO2 en el interior de los empaques 77

3.4. ESTUDIO DE LA FISIOLOGÍA POSCOSECHA DE LA LECHUGA VAR. ROMANA DE IV

GAMA 80

3.5. ANÁLISIS ECONÓMICO 83

3.5.1. Estimación de costos de implementación del procesamiento de LR de IV gama 83

3.5.2. Flujo de caja e índices financieros del proyecto 85

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 91

4.1. CONCLUSIONES 91

4.2. RECOMENDACIONES 93

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 94

ANEXOS 108

iv

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1.1. Permeabilidad de polímeros empleados en alimentos 17

Tabla 1.2. Composición de 100 g de lechuga var. romana 24

Tabla 2.1. Tratamientos del primer ensayo 35

Tabla 2.2. Tratamientos del ensayo final 39

Tabla 3.1. Caracterización física, química, microbiológica y sensorial de la materia prima 45

Tabla 3.2. Índice de evaluación de la calidad visual de Lechuga (Lactuca sativa) var. romana de IV gama almacenada hasta los 10 días a 4 °C y 90 % HR. 49

Tabla 3.3. Evaluación de la calidad visual para la LR de IV gama. 50

Tabla 3.4. Resultados del análisis sensorial de LR de IV gama sumergida en dos sanitizantes no convencionales. 59

Tabla 3.5. Índice de evaluación de la calidad visual de Lechuga (Lactuca sativa

L) var. romana de IV gama almacenada hasta los 10 días a 4 °C y 90 % HR. 66

Tabla 3.6. Índice de la calidad visual de la LR de IV gama hasta los 10 días de almacenamiento a 4 ± 1 °C y 90 % HR. 66

Tabla 3.7. Acidez titulable de la LR de IV gama almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 %HR en g ácido cítrico/g lechuga de IV gama 71

Tabla 3.8. Resultados del análisis sensorial de LR de IV gama almacenada a 4 ± 1°C y 90 % HR 76

Tabla 3.9. Materia prima, insumos, suministros, mano de obra, equipos 86

Tabla 3.10. Estado de pérdidas y ganancias del proyecto de elaboración de LR de IV gama 88

Tabla 3.11. Flujo de caja neto del proyecto de elaboración de LR de IV gama 89

Tabla AIII.1. Atributos y escala de valoración para evaluar la calidad visual de LCG 112

Tabla AIII.2. Rangos de calificación y clasificación final para la valoración de la calidad visual de la LCG 112

Tabla AIV.1. Condiciones de trabajo del equipo analizador de CO2-O2 114

Tabla VI.1.Costos y área total del terreno y construcciones para la producción de LR de IV gama 118

Tabla VI.2.Costos adicionales de transporte y equipamiento para la elaboración de LR de IV gama 118

Tabla VI.3.Características de la cámara de frío para el procesamiento de LR de IV gama 119

Tabla VI.4.Depreciación de instalaciones y los equipos para la producción de LR de IV gama 120

Tabla VI.5.Tabla de amortización del préstamo para el financiamiento del proyecto 120

Tabla VI.6.Capital de trabajo para cada año 121

v

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1.1. Vías alternativas para el pardeamiento enzimático en frutos y vegetales 4

Figura 2.1. Diagrama de bloques del procesamiento mínimo de lechuga IV gama variedad Romana. 34

Figura 3.1. Pérdida de peso registrada en la LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % de HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA 48

Figura 3.2. Valores de pH de LR de IV gama sumergida en sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA 52

Figura 3.3. Valores de AT de LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA 54

Figura 3.4. Resultados del contaje microbiológico de aerobios totales (A), coliformes totales (B) y mohos y levaduras (C) en LR de IV sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. 56

Figura 3.5. Concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. 60

Figura 3.6. Pérdida de peso registrada en LR de IV gama sumergida en tratamientos sanitizantes C: agua destilada, H: 150 ppm NaClO, A: 300 ppm CSA, empacada con P: polipropileno, E: polietileno de baja densidad y almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA 63

Figura 3.7. Gráficos de interacciones e intervalos LSD de las variables: sanitizante (A) y empaque (B), para la pérdida de peso en la LR de IV gama a los 5 días de almacenamiento 64

Figura 3.8. Valores de pH obtenidos en la LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 150 ppm NaClO (H), 300 ppm CSA (A), empacada en PEBD (E) y PP (P), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 %HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA 69

vi

Figura 3.9. Gráficos de interacción de las variables sanitizante (A) y empaque (B) para el pH de la LR de IV gama en la salida 1 70

Figura 3.10. Gráficos de interacción de las variables sanitizante (A) y empaque (B) para el pH de la LR de IV gama en la salida 2 71

Figura 3.11. Contaje microbiológico de aerobios totales (X), coliformes totales (Y) y mohos y levaduras (Z) en LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 150 ppm NaClO (H), 300 ppm CSA (A), empacada en PEBD (E) y PP (P), almacenada a 4 ± 1 °C y 90 % HR. 73

Figura 3.12. Concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 150 ppm NaClO (H), 300 ppm CSA (A), empacada en PEBD (E) y PP (P), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 %HR 78

Figura 3.13. Gráfico de medias e intervalos LSD para las variables empaque (A) y sanitizante (B) para la concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV gama a los 5 días de almacenamiento. 79

Figura 3.14. Gráfico de medias e intervalos LSD de las variables sanitizante (a) y empaque (b) para la concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV gama a los 10 días de almacenamiento 80

Figura 3.15. Tasa de respiración de la LR entera y de IV gama almacenada por 14 días 81

Figura 3.16. Diagrama de bloques del procesamiento de LR de IV gama sumergida en CSA y empacada con PP 84

Figura 3.17. Punto de equilibrio del proyecto de elaboración de LR de IV gama 90

Figura AI.1. Cultivo a cielo abierto de lechuga var. romana y col en las instalaciones de la empresa “La Huerta” 109

Figura AI.2. Cosecha de lechuga var. romana 109

Figura AIV.1. Septum colocado en las bolsas de LCG 113

Figura AIV.2. Extracción de muestra para análisis de CO2 en el interior de los empaques de LCG 113

Figura AIV.3. Analizador rápido de CO2-O2 Post Harvest Research, modelo CG-1000, USA 114

Figura AV.1.Tablero de mezcla de gases y sus componentes. A: Sistema de manguera de conexión para transporte de gases. D: Válvula de cobre para el paso de aire desde el compresor hacia el tablero de mezcla. E: perillas de regulación (O2, CO2, N2 y CH4). F: medidor de flujo 115

Figura AV.2. Sistema dinámico de respiración continua empleado(a) y obtención de una muestra de gases a la entrada de una jarra de respiración con lechuga entera (b). A: Microválvulas de regulación de flujo, B: mangueras de conexión, C: tablero de gases, D: humidificadores y E: jarras de respiración con LR. X: jeringa de 1 mL, Y: manguera de salida de la jarra, Z: manguera de entrada de la jarra 117

vii

INDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO I. Cultivo de la empresa “La Huerta” y cosecha de lechuga var. Romana 109 ANEXO II. Formato de análisis sensorial: prueba descriptiva de escalas no estructuradas 110 ANEXO III. Escala para el análisis de la calidad visual de LCG 111 ANEXO IV. Concentración de CO2 en el interior de los empaques 113 ANEXO V. Fisiología poscosecha de la materia prima y de la LR de IV gama 115 ANEXO VI. Detalle de construcciones y costos para el procesamiento de LR de IV gama 118

viii

GLOSARIO

Acidulante: Es una sustancia o aditivo alimentario que otorga y/o aumenta la

acidez de un alimento con el fin de mejorar el sabor, evitar el crecimiento

microbiano y alargar el tiempo de vida útil (Farré, Barberá y Lagarda, 2010, p.

437).

Fenoles: Son compuestos orgánicos que se crean a partir de la reacción de

benceno con propeno y se encuentran en algunos productos hortícolas. En

contacto con el oxígeno reaccionan y dan como resultado sustancias pardas

responsables del oscurecimiento de algunos frutos y vegetales (Daintith, 2004,

p.236).

Higroscópica: Sustancia que atrae y fija la humedad de la atmósfera (Daintith,

2004, p.149).

Madurez fisiológica: Es el estado de desarrollo de un fruto o de una hortaliza en

el que son cosechados, en esta etapa se presenta el crecimiento máximo y el

fruto presenta las características adecuadas para continuar el desarrollo fuera de

la planta (FAO, 2015, p.3).

Madurez comercial: Es el estado de desarrollo de un fruto o de una hortaliza en

el que se presentan los requerimientos del mercado para su consumo, como

brotes (apio, soya, espárragos, lechuga, entre otros), frutos parcialmente

desarrollados (pepino, maíz dulce, vainitas, entre otros), frutos completamente

desarrollados (manzana, pera, cítricos, entre otros) o semillas (frejol seco) (FAO,

2015, p. 3).

Mutagénesis: modificación o mutación del material genético (ADN) que es

estable y transmisible a las células hijas (Bello y López, 2001, p. 127).

ix

RESUMEN

Los alimentos de IV gama en el Ecuador se encuentra en aumento, generalmente

estos productos son desinfectados con hipoclorito de sodio (NaClO), cuyo uso

actualmente es cuestionado. Por otro lado, la lechuga (Lactuca sativa L.) es una

de las hortalizas más consumidas y la variedad romana contiene más vitaminas y

minerales. Esta investigación busca evaluar la aplicación de sanitizantes

alternativos al NaClO en la calidad de la lechuga (Lactuca sativa L.) var. romana

(LR) de IV gama empacada con dos tipos de empaque.

En el primer ensayo, se aplicaron: una mezcla de ácidos en dos concentraciones

(0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico y 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico),

clorito de sodio acidificado (CSA) en dos concentraciones (200 ppm y 300 ppm) y

agua destilada (control).

Se realizaron análisis físicos, químicos, microbiológicos y sensoriales, se evaluó

la calidad visual y se determinó la concentración de CO2 en el interior de los

empaques a los 0, 5 y 10 días de almacenamiento a 4 ± 1 °C y 90 % humedad

relativa (HR).

El tratamiento con 300 ppm de CSA con 2 min de inmersión (CSA2) presentó: la

mejor calidad visual, mejor apariencia y menores contajes de coliformes (8,5x103

UFC/g) y de aerobios totales (1x104 UFC/g) a los 5 días de almacenamiento.

En el segundo ensayo, el tratamiento CSA2 se comparó con: una solución de

NaClO (150 ppm con 15 min de inmersión) y con el control. Se usaron

polipropileno (PP) y polietileno de baja densidad (PEBD) como empaque.

El tratamiento con CSA y PP, registró la menor pérdida de peso (0,75%), el valor

más alto de acidez titulable (AT) (0,52 g de ácido cítrico/ g de LR de IV gama), su

pH (6,42) no varío y no se registraron sabores extraños, a los 5 días de

almacenamiento

x

Las tasas de respiración obtenidas se encontraron entre 6,18 y 8,93 mg CO2/kg h

y entre 14,44 y 16,38 mg CO2/kg h para la lechuga entera y de IV gama,

respectivamente.

El análisis económico mostró que el proyecto no es viable. El VAN obtenido fue

igual a 2,08 dólares, la TIR igual a 8,21 %, el punto de equilibrio fue superior a la

producción total en 3 510 unidades.

El CSA puede ser empleado como reemplazo del NaClO en la LR de IV gama con

un tiempo de comercialización de hasta 5 días.

xi

INTRODUCCIÓN

La lechuga (Lactuca sativa L.) es una hortaliza que generalmente se consume en

ensaladas y tiene gran importancia a nivel mundial. Esta hortaliza se encuentra

dentro de las especies de mayor consumo y registra un crecimiento de alrededor

de 4,1 % anual a nivel mundial (USDA y NASS, 2014, p. 34). Dentro de las

lechugas de hoja, la lechuga var. romana (LR) es usualmente demandada por los

consumidores debido a su textura, su sabor, su aroma y apariencia característica.

El consumo de LR se encuentra en aumento debido a que contiene compuestos

fenólicos y a diferencia de las otras variedades (como red oak leaf, lollo rosso y

iceberg) es una fuente de vitamina A, vitamina C, tiamina, niacina, calcio y fósforo

(Dishpande y Salunkhe, 2003, p. 511).

El cultivo de lechuga en el Ecuador ocupa alrededor de 1 278 ha con 7,9 kg/ha de

rendimiento promedio. Las provincias con mayor producción en el país son

Cotopaxi (481 ha), Tungurahua (325 ha) y Carchi (96 ha). Donde la lechuga criolla

es la más cultivada, seguida por la lechuga de hoja (INEC, 2010).

A nivel mundial el consumo de productos de IV gama (PCG), ha aumentado

debido a que cada vez las personas tienen menos tiempo para la preparación de

alimentos (Artés-Hernandez, Aguayo, Gómez, y Artés, 2009, p. 52). Un ejemplo

de esto, se dio en Estados Unidos, en donde en 2007 se registraron ventas de

15,5 mil millones de dólares (James y Ngarmsak, 2010, p. 16), mientras que entre

el 2012 y el 2013 las ventas al por menor de vegetales de IV gama aumentaron

en alrededor de 85 millones (Cook, 2012, p 2).

Los PCG son alimentos hortofrutícolas sometidos a un tratamiento mínimo

(lavado, corte, desinfección y empaque), que conservan su calidad nutricional y

organoléptica. Pero durante su procesamiento, se pueden producir lesiones en las

membranas, pérdida de agua e incremento de la tasa de respiración. Todo esto,

acelera la senescencia y afecta la calidad (sabor, aroma, textura y apariencia) de

estos productos (Cantos, Espín, y Tomás-Barberán, 2001, p. 322).

Generalmente los PCG se someten a desinfección, donde el sanitizante más

empleado al momento es el hipoclorito de sodio (NaClO). Las ventajas que posee

este sanitizante son: su bajo costo, la fácil obtención del producto, fácil

dosificación y uso, amplia y rápida acción contra varios microorganismos y es

xii

incoloro. Sin embargo, en algunos países como Alemania, Bélgica, Suiza y

Holanda, su uso en PCG está actualmente prohibido (Ahmed, Martín-Diana, Rico,

Barry-Ryan, Frías y Henehan, 2012, p. 3), debido a: la inestabilidad que presenta

durante su almacenamiento, es corrosivo, es tóxico en altos niveles (ICMSF,

2005, p. 293) y en solución, se forman compuestos organoclorados y

trihalometanos como cloroformo y bromoformo. Estos compuestos son

potencialmente cancerígenos y representan un peligro para la seguridad de los

trabajadores y para el consumidor final (Hoorfar, 2014, p. 77).

En los últimos años se está estudiando la aplicación de sanitizantes alternativos al

NaClO en los PCG, que permitan mejorar su vida útil, disminuir su carga

microbiana y mantener sus características de calidad. Entre los sanitizantes

aprobados por la FDA para la aplicación en alimentos, se encuentran el clorito de

sodio acidificado con ácido cítrico (CSA) y ácidos orgánicos solos o en mezcla.

En los supermercados del Ecuador se encuentra una oferta variada de PCG como

vegetales frescos cortados, mezclas de hortalizas para ensaladas y para sopas.

Los vegetales que se comercializan en estas presentaciones son lechuga, col,

zanahoria, zapallo, sambo, brócoli y apio, entre otros. Sin embargo en la

actualidad no existe la comercialización de LR de IV gama sola.

En esta investigación se estudió el efecto de dos sanitizantes no convencionales

en la calidad de LR de IV gama empacada y se seleccionó el tratamiento que

presente las mejores características, a fin de comparar su efecto y el del NaClO

en la calidad de la lechuga de IV gama empacada con dos tipos de empaque.

Finalmente se busca estudiar la fisiología poscosecha de la LR entera y de IV

gama. Además de realizar el análisis económico de la implementación del

tratamiento poscosecha que presentó los mejores resultados.

1

1. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

1.1. PRODUCTOS DE IV GAMA

Los productos de IV gama (PCG) han sido desarrollados por la industria

alimenticia para satisfacer las demandas de servicios de catering y restaurantes

de comida rápida desde 1970 (Garrett, 2002, p.13) y por la reducción del tiempo

de preparación de alimentos como consecuencia de la integración de la mujer en

el campo laboral desde 1971 (Kader, 2002b, p. 11).

En el 2010 el mercado de estos alimentos presentó una tasa de crecimiento del

14 % y se vendieron alrededor de 4 millones de toneladas. Estados Unidos y el

Reino Unido se encuentran entre los mayores consumidores, mientras que

Francia es el mayor productor (Linde, 2010, p. 9).

Se considera un PCG a cualquier vegetal o fruta que ha sido lavada, pelada,

troceada o rallada, desinfectada, empacada y refrigerada para obtener un

producto totalmente comestible (solo o en mezcla) (Rojas-Graü, Garner, y Martín-

Belloso, 2011, p. 1).

Los PCG tienen que cumplir las siguientes características: mantener las

propiedades que presentan los frutos y vegetales enteros, presentar calidad

uniforme, reducir el tiempo de elaboración de alimentos, facilitar el consumo,

reducir el espacio de almacenamiento y los desechos (Gil y Ana, 2012, p. 105).

Su conservación, transporte y comercialización se realiza en refrigeración (2-5 °C)

y su tiempo de consumo oscila entre 7 y 14 días (Linde, 2010, p. 9) en función del

producto y la técnica de conservación aplicada.

1.1.1. CAMBIOS METABÓLICOS

En la producción de PCG, la materia prima es sometida a varias operaciones

entre las cuales están: lavado, pelado, deshuesado, troceado y desinfección,

2

estas operaciones varían en función de la materia prima y el producto a obtener, y

provocan cambios metabólicos en los frutos y las hortalizas (Goulao, Almeida, y

Oliveira, 2010, p. 98).

1.1.1.1. Respiración

La respiración es un proceso bioquímico que se desarrolla a nivel celular y según

la concentración de oxígeno (O2) en el ambiente que rodea al producto, esta

puede ser anaerobia o aerobia (Barreiro y Sandoval B., 2006, p. 21).

La respiración aerobia se realiza en presencia de O2 y tiene como resultado la

conversión de nutrientes como carbohidratos proteínas y grasas en dióxido de

carbono (CO2), vapor de agua, energía y otros componentes en menor

proporción, tal y como se observa en la ecuación química (1.1) (Kader, 2002a, p.

39; Barreiro y Sandoval B., 2006, p. 21).

(Ecuación 1.1)

Por otro lado, la respiración anaerobia se realiza en concentraciones muy bajas o

en ausencia de O2 y tiene como resultado la formación de alcoholes, aldehídos y

cetonas que afectan la calidad organoléptica de los productos hortofrutícolas

(Barreiro y Sandoval B., 2006, p. 21).

En los productos hortícolas, el CO2 producido se disuelve a nivel celular y es

desprendido al exterior, mientras el agua formada se transforma en agua celular.

Parte de la energía producida en la respiración se transforma en calor de

respiración lo que aumenta su tasa de respiración y consecuentemente acelera su

senescencia y disminuye la calidad organoléptica (Barreiro y Sandoval B., 2006,

p. 21).

Los frutos y los vegetales se pueden clasificar según la tasa de respiración que

presenten. Ésta puede ser: muy baja como la mayoría de las hortalizas (< 5 mg

3

CO2/kgh), baja (de 5 a 10 mg CO2/kgh), moderada (de 10 a 20 mg CO2/kgh), alta

(de 20 a 40 mg CO2/kgh), muy alta (de 40 a 60 mg CO2/kgh) y extremadamente

alta (> 60 mg CO2/kgh) (Kader, 2002a, p. 40).

El CO2 producido por los frutos y las hortalizas se encuentra en la atmósfera y el

exceso afecta su calidad. En el caso de la lechuga de IV gama (LCG) las

concentraciones altas de CO2 causan oscurecimiento de los bordes de las hojas

(Adams, 2010, p. 27).

En el procesamiento de los PCG las operaciones unitarias a las que se somete la

materia prima como pelado y troceado provocan un aumento de la tasa de

respiración (Baldwin y Bai, 2011, p. 88). Martínez y Chiesa (2005) registraron una

tasa de respiración entre 6 y 8 mLCO2/kgh para lechuga iceberg entera y

registraron una tasa de respiración entre 10 a 16 mL CO2/kgh a 5 °C para lechuga

iceberg de IV gama (p. 357). El aumento de la tasa de respiración modifica las

propiedades organolépticas de los PCG y disminuye su vida útil (Kader, 2002a, p.

22).

1.1.1.2. Producción de etileno

El etileno es una fitohormona y se la considera como un regulador natural del

crecimiento vegetal. Su producción se realiza en las etapas de maduración está

relacionada con: la degradación de carotenoides y antocianinas, la pérdida de la

clorofila (cambio de coloración), el ablandamiento en los frutos (Baldwin y Bai,

2011, p. 92), el aumento de la tasa de respiración, la pérdida de las

características organolépticas de los frutos y acelera la senescencia (Kalia y

Gupta, 2006, p. 17).

Las tasas de producción de etileno para productos frescos disminuye cuando se

mantiene el producto en refrigeración y con niveles de O2 bajos (< 8 %) y niveles

de altos de CO2 (>2 %) (Kader, 2002a, p. 40).

4

El procesamiento de los PCG y la manipulación adicional de la materia prima,

incrementa la producción de etileno de los frutos y vegetales IV gama (Baldwin y

Bai, 2011, p. 87). En LCG los daños presentados por la exposición al etileno en

refrigeración se presentan como punteado marrón (russet spotting) en la

nervadura central (Adams, 2010, p. 27).

1.1.1.3. Pardeamiento enzimático

El pardeamiento enzimático en frutos y vegetales es el resultado de la reacción de

oxidación de compuestos fenólicos que es catalizada inicialmente por la enzima

fenilalanina amonio liasa (PAL) y por la enzima polifenoloxidasa (PPO) o por la

enzima peroxidasa (POD). A continuación los fenoles oxidados se polimerizan y

dan lugar a las melaninas (Carou, Izquierdo, y Veciana, 1999, p. 453). En la

Figura 1.1 se observa las vías alternativas para el pardeamiento enzimático en

frutos y vegetales.

Figura 1.1. Vías alternativas para el pardeamiento enzimático en frutos y vegetales (Adams, 2010, p. 21)

Los cuatro compuestos que se acumulan en la lechuga y se asocian con la

producción de compuestos fenólicos y el pardeamiento son: la PAL como

catalizadora, el ácido cafeico producido por la fenilalanina, ácido cafeol tartárico y

el ácido dicafeol tartárico (Saltveit, 2000, p. 62).

5

Las reacciones de naturaleza enzimática, como las reacciones de pardeamiento

pueden controlarse o evitarse, mediante la aplicación de tratamientos que

inactiven o desnaturalicen a las enzimas (Barreiro y Sandoval B., 2006, p. 35).

Entre los tratamientos a aplicar están: escaldado o shock térmico, aplicar

compuestos azufrados (sulfitos, bisulfitos o metabisulfitos), reducir el pH

(soluciones de ácido cítrico, ascórbico, fosfórico, entre otros), eliminar el O2

(empaque al vacío, atmósferas modificadas, uso de N2, uso de salmuera o

almíbar), y emplear temperaturas de refrigeración (Barreiro y Sandoval B., 2006,

p. 35). La aplicación de 1,5 % O2 con 11 % CO2 en lechuga reduce la actividad de

PAL al igual que el contenido de los compuestos fenólicos solubles en

comparación con lechuga expuesta al aire con 11 % CO2 a 5 °C (Ayala-Zavala y

González-Aguilar, 2011, p. 242).

1.1.1.4. Pérdida de agua

Los frutos y vegetales poseen una cubierta o cutícula protectora que se encarga

de regular la pérdida de agua. Ésta cubierta posee diferente grosor, estructura y

composición química según el fruto u hortaliza y el estado de desarrollo del

mismo. El agua de los productos hortofrutícolas se pierde por transpiración, donde

la liberación de vapor de agua a la atmósfera es continua (Kader, 2002a, p. 41).

Los factores que aceleran la pérdida de agua pueden ser internos (características

morfológicas, anatómicas, daños superficiales, estado de madurez, especie y

cultivar) y externos o ambientales (temperatura y humedad relativa (HR)) (Kader,

2002a, p. 41).

La pérdida de agua causa alteración directa e indirecta de las características

nutricionales y organolépticas (ablandamiento, flacidez, disminución de jugosidad

y crocancia, marchitamiento, entre otras) y disminuye el peso (Kader y Barrett,

2004, p. 14). Agüero, Ponce, Moreira y Roura (2011) registraron que la pérdida de

peso en lechuga entera fue de 4 a 5 % almacenada a los 20 días a 1 ± 1°C con

6

HR de 95 a 98 % y de 18 % en las mismas condiciones ambientales, almacenada

por 5 días (p. 126).

La disminución de la pérdida de agua se puede lograr con el uso de empaques o

recubrimientos, con la aplicación de HR alta y controlando la circulación del aire

(Kader, 2002c, p. 315).

1.1.2. MICROORGANISMOS EN PRODUCTOS DE IV GAMA

Los PCG son particularmente sensibles al ataque microbiano debido a que las

operaciones a las que se les somete en el procesamiento (pelado, corte y

troceado) causan daño severo a los tejidos y a la estructura celular de los

productos hortícolas, provoca pérdidas de nutrientes y fluidos celulares, lo que

lleva a un incremento de la contaminación microbiana. Se recomienda el

almacenamiento de PCG en atmósferas modificadas o controladas y en

refrigeración para reducir la proliferación de microorganismos (Heard, 2002, p.

196)

Los frutos y los vegetales están compuestos por nutrientes (azúcares, ácidos,

almidón, fibra, etc.), presentan actividades de agua (aw) altas iguales o mayores a

0,90 y presentan valores de pH en un rango amplio de 2 a 6 (Kalia y Gupta, 2006,

p. 21). Por otro lado, los microorganismos presentan un crecimiento óptimo en

características similares, en amplios rangos de pH y aw mayores o iguales a 0,98

(Montville y Matthews, 2008, pp. 20-23), estas características permiten el

crecimiento de microorganismos patógenos en PCG, principalmente hongos y

levaduras y en menor cantidad bacterias.

La lechuga presenta valores de pH entre 6,58 a 7,33 y aw igual a 0,985 (Vásquez,

2011, p. 12).

Los microorganismos presentes en los PCG provienen del contacto de la materia

prima con el suelo o con aguas residuales que pueden poseer patógenos como la

7

Escherichia coli (E.coli) O157:H7 o Salmonella spp. De igual forma la presencia

de microorganismos es el resultado de la contaminación cruzada en el

procesamiento, por contacto humano directo y con materiales infectados.

En la actualidad únicamente se ha registrado una regulación común en la Unión

Europea para los niveles máximos de tolerancia de Salmonella spp.y E. coli para

los PCG, estos son: para E. coli es de 100 UFC/g, mientras que no debe

presentarse Salmonella spp. en 25 g de muestra (Europea, 2005, pp. 17-30). En

Francia se estableció un valor máximo de 107 UFC/g para el crecimiento

bacteriano. En España se estableció un valor máximo de 105 UFC/g para contaje

de aerobios totales en el día de proceso y 107 para el día de consumo, con

ausencia de E. Coli, Listeria monocytogenes y Salmonella spp en 25 g de muestra

(Artés, Gómez, y Artés-Hernández, 2007, p. 184).

Luna, Tudela, Martínez-Sánchez, Allende, y Gil (2013) registraron contajes

microbiológicos en LCG después del corte y después de 10 días de

almacenamiento, para coliformes el contaje varió entre 3 a 3,9 log UFC/g y entre

4,6 a 5,7 log UFC/g, respectivamente (p. 15). El contaje para mohos y levaduras

registrado en LCG después de 7 días a 12 °C fue de 7 log UFC/g (Gopal,

Coventry, Wan, Roginski, y Ajlouni, 2010, p. 213).

Para evitar el ataque microbiano en PCG es indispensable realizar controles

preventivos en las industrias, implementar buenas prácticas de manufactura

(BPM), el sistema análisis de peligros y de puntos de control (HACCP) (Artés,

Gómez, y Artés-Hernández, 2007, p. 183).

El tiempo corto de vida en percha se debe a varios factores, entre ellos está el

crecimiento microbiano, ya que los microorganismos deterioran los alimentos de

dos formas: la primera, crecen en los alimentos y disminuyen las características

organolépticas y nutricionales (saprófitos) y la segunda, producen toxinas en los

alimentos de tal forma que causan enfermedades al ser humano (patógenos)

(Heard, 2002, p. 196). La vida en percha recomendada para LCG es de 7 días a

8

5 °C (Allende, Aguayo, y Artés, 2004, p. 109) por la carga microbiana registrada y

la evaluación sensorial.

1.1.3. PARÁMETROS DE CALIDAD EN PRODUCTOS IV GAMA

Los parámetros de calidad que tanto productores como consumidores de PCG

toman en cuenta para la producción y consumo son: apariencia, textura, sabor y

calidad nutricional (Kader, 2002b, p. 22).

1.1.3.1. Apariencia visual

En este parámetro se consideran: tamaño, forma, color, ausencia de defectos y

deterioro (Garcia y Barrett, 2004, p. 64). En los PCG se puede presentar

pardeamiento, elongación y curvaturas del tallo como sucede con los espárragos

(Kader, 2002c, p. 22).

1.1.3.2. Textura

En este parámetro se consideran: la firmeza, la jugosidad y harinosidad. Este

parámetro se puede ver afectado por la temperatura de almacenamiento y el

ablandamiento a causa de los cortes realizados a frutos y hortalizas (Kader,

2002b, p. 22).

En los PCG generalmente se emplean dos aditivos para mantener la textura: un

inhibidor de etileno (1-metilciclopropeno) y calcio (lactato de calcio, propianato de

calcio, gluconato de calcio, clorito de calcio) que además puede aumentar la

calidad nutricional (Ayala-Zavala y González-Aguilar, 2011, p. 243).

1.1.3.3. Aroma

9

Este parámetro incluye la percepción de aromas y sabores de varios compuestos,

se consideran: el dulzor, la acidez, la astringencia, el amargor, el aroma y la

presencia de sabores extraños. En el procesamiento de PCG algunos

compuestos asociados a este parámetro pueden desaparecer o en lugar de estos

pueden aparecer sabores o aromas extraños (off-flavor), como producto de

cambios fisiológicos o por la presencia de microorganismos (Garcia y Barrett,

2004, p. 65).

1.1.3.4. Calidad nutricional

La calidad nutricional de PCG depende de la variedad de cada fruto o vegetal y de

la materia prima. Considerando el inicio de la pérdida de la calidad, degradación u

oxidación de compuestos o nutrientes como carotenoides, vitamina C, ácido

ascórbico, entre otros, se pueden determinar las condiciones de almacenamiento

y la vida útil de los PCG (Garcia y Barrett, 2004, p. 65).

1.2. MÉTODOS PARA EXTENDER LA VIDA ÚTIL DE PRODUCTOS

DE IV GAMA

La industria de los PCG ha sido cuestionada por los posibles brotes de

enfermedades asociadas al crecimiento microbiano en estos productos durante

los días finales de su vida útil (Smetanska, Hunaefi, y Barbosa-Cánovas, 2013, p.

376). Por esta razón la industria se ha enfocado en incrementar la vida útil de los

PCG con la aplicación de métodos químicos y/o físicos, de tal forma que sean

productos sanos y seguros para el consumo.

1.2.1. MÉTODOS QUÍMICOS

1.2.1.1. Hipoclorito de sodio

10

El NaClO es un sanitizante aprobado por la FDA para su uso en la etapa de

desinfección ya sea por inmersión o por aspersión en frutos y vegetales frescos y

cortados. Es recomendable que la solución sanitizante se mantenga entre un

rango de pH de 6 a 7,5 para que el tratamiento sea efectivo, posterior a la

inmersión se requiere de un enjuague con agua. Las concentraciones de uso

varían entre 50 a 200 ppm a temperatura ambiente (James y Ngarmsak, 2010, p.

37).

Biazotto, Álvarez y Benedetti (2013) aplicaron 150 ppm de NaClO con 15 min de

inmersión en LCG empacada en PEBD y obtuvieron reducciones iguales a 5x101

UFC/g, 1x103 UFC/g y 1x102 UFC/g para coliformes totales, aerobios totales y

mohos y levaduras respectivamente. Estos investigadores, registraron un tiempo

de vida útil largo de 12 días a 2°C ± 1 °C y 95 ± 5% de HR (pp. 674, 676).

1.2.1.2. Dióxido de cloro

El uso del dióxido de cloro (ClO2) en la industria de PCG se realiza de la misma

forma que con el NaClO, mediante inmersiones en soluciones en la etapa de

desinfección. Este compuesto es más efectivo contra microorganismos en

concentraciones más bajas que el NaClO, reacciona levemente con la materia

orgánica y posee mayor actividad a pH cercano a 7 (James y Ngarmsak, 2010, p.

37). Esto se explica por el tipo de reacción que se produce al momento de la

descomposición del desinfectante, así: el cloro reacciona a través de la oxidación

y la sustitución electrófila mientras que el ClO2 sólo reacciona por oxidación

(WHO, 2000) y con esto bloquea el transporte de nutrientes a través de la

membrana celular de los microorganismos.

El tratamiento con 100 mg/L de ClO2 aplicado en lechuga (Lactuca sativa L.) var.

angustana sumergida en agua por 20 min logró aumentar el tiempo de vida en

percha de la LCG de 4 a 14 días a 4 °C (Chen, Zhu, Zhang, Niu, y Du, 2010, p.

237).

11

1.2.1.3. Clorito de sodio acidificado

El clorito de sodio acidificado (CSA) se emplea en solución en la etapa de

desinfección. Es una solución de clorito de sodio (NaClO2) con adición de

cualquier ácido GRAS (Generally Recognized as Safe) como el ácido cítrico,

ácido málico, ácido clorhídrico entre otros. Debido a su pH de trabajo y a los

subproductos formados en solución es considerado un antimicrobiano altamente

efectivo.

La interacción de un ácido con el NaClO2 produce ácido cloroso (HClO2) que a su

vez produce tres oxidantes: el clorito (ClO2-), el clorato (ClO3

-) y el dióxido de cloro

(ClO2), los cuales se encargan de conferir la actividad antimicrobiana al CSA

mediante la oxidación de los enlaces sulfito de los aminoácidos y los enlaces

disulfito de las enzimas con lo cual se logra interrumpir la función celular. El HClO2

actúa sobre la membrana celular, causa una ruptura y oxida sus constituyentes

(Rao, 2007, p. 6).

Las dosis recomendadas para el uso de CSA son: de 50 a 150 ppm a pH de 2,8 a

3,2 y las dosis altas de 500 a 1200 ppm a pH de 2,8 a 2,9 (FDA, 2001, p. 5).

No existen reportes de aplicación de CSA en lechuga de IV gama, sin embargo,

en otros vegetales como la espinaca (Brassica rapa) var. rosularis se probaron

dosis moderadas por 5 s y se almacenó por 11 días a 5 °C, las reducciones de E.

coli registradas fueron: 0,51, 1,11 y 1,89 log UFC/g para los tratamientos con 50,

300 y 500 ppm respectivamente, (Tomás-Callejas, López-Velasco, Artés, y Artés-

Hernández, 2011, p. 884).

La aplicación de 100 ppm de CSA en zanahoria (Daucus carota) rallada reduce el

contaje de mohos y levaduras en 2 log UFC/g y el tratamiento con 250, 500 y

1000 ppm reduce el contaje en 6 log. UFC/g. La aplicación de 1000 ppm de CSA

permitió extender la vida en percha de la zanahoria rallada hasta el día 14 de

almacenamiento a 5°C (Allende, Gonzalez, McEvoy, y Luo, 2008, p. 57).

12

Bastidas (2015) reportó la aplicación de 100 ppm de CSA en zanahoria (Daucus

carota) rallada sumergida por 2 min y obtuvo como resultado la reducción de la

concentración de CO2 en el interior de los empaques y registró una carga

microbiana igual a 8x101 y de 5x101 UFC/g para aerobios totales y coliformes

totales respectivamente, a los 8 días de almacenamiento. Y en el tratamiento con

500 ppm con 2 min de inmersión y empacada al vacío, se disminuyó la pérdida de

peso hasta 0,07%, registró bajo índice de blancura y registró un contaje

microbiológico para E.coli coliformes y aerobios totales menores a 10 UFC/g a los

4 y 8 días de almacenamiento (p.113).

1.2.1.4. Ácidos orgánicos

Los ácidos orgánicos se emplean en solución en la etapa de desinfección en el

procesamiento de PCG. Reducen el ataque microbiano ya que la mayoría de

microorganismos patógenos no crecen a valores de pH menores a 4,5. Además

modifican la permeabilidad de la membrana celular y reducen el pH interno de la

célula por la disociación de iones hidrógeno (Parish, et al., 2003, p. 167). Los

ácidos orgánicos se pueden emplear como acidulantes para controlar el

pardeamiento enzimático junto con otros agentes antipardeantes.

El ácido ascórbico es considerado un antioxidante GRAS (FDA, 2014), posee

capacidad antipardeante y antimicrobiana debido a su bajo pH cuando se

encuentra en solución.

El ácido cítrico es una sustancia que elimina de la membrana celular los iones de

cobre (Manolopoulou y Varzakas, 2011, p. 957) que catalizan la oxidación, de tal

forma que el cobre se sitúa en los sitios activos de la PPO y se evita el

pardeamiento.

La mezcla de ácidos como el ácido cítrico y el ácido ascórbico para incrementar la

eficacia del tratamiento ha sido probada en varias hortalizas y frutos con

concentraciones que varían entre 0,1 y 1,25 % (Ma, Wang, Hong, y Cantwell,

13

2010). La aplicación de 1 % de ácido ascórbico con 1 % ácido cítrico en LCG

presentó un efecto antipardeante hasta los 7 días de almacenamiento a 4 °C y 85

% de HR (Toledo, 2009, p. 30). Por otra parte pitahaya amarilla (Selenicereus

megalanthus) tratada con 0,25 % de ácido ascórbico y 0,25 % ácido cítrico

durante 1 o 3 min inhibió el pardeamiento hasta el día 8 de almacenamiento a

4 °C (Tinitana, 2014, p. 81)

1.2.1.5. Peróxido de hidrógeno

El peróxido de hidrógeno (H2O2) es un compuesto químico clasificado como

GRAS (FDA, 2014) y se emplea principalmente como agente antimicrobiano,

oxidante y agente reductor (Ukuku, Bari, y Kawamoto, 2012, p. 198). Es usado en

la etapa de desinfección mediante inmersión, para reducir la carga microbiana en

los PCG sin alterar su calidad organoléptica. No obstante suele ser fitotóxico para

algunos productos frescos como la lechuga (Lactuca sativa L.) y los champiñones

(Agaricus bisporus) en los cuales causa pardeamiento. En las frambuesas (Rubus

idaeus) y las fresas (Fragaria vesca) puede causar blanqueamiento de las

antocianinas (Gil, Alende, y Selma, 2011, p. 220).

La eficiencia de tratamientos con H2O2 para eliminar patógenos como la E. coli

depende de la concentración usada y el tiempo de exposición. Las dosis

recomendadas para la inactivación de E. coli. son 1 o 2 mM de H2O2, las cuales

causan daño al ADN, hasta provocar mutagénesis y posteriormente la muerte

(Ukuku et al., 2012, p. 198).

El uso de H2O2 en el lavado de PCG con 1 % de H2O2 mantiene la aceptabilidad y

extiende la vida útil de estos productos (Ukuku et al., 2012, p. 209).

1.2.1.6. Sales de calcio

14

El calcio mantiene la estructura celular mediante la alta afinidad con ácido de

pectina para formar puentes de calcio. Las sales de calcio empleadas en PCG

tienen la capacidad de incrementar el número de sitios de unión a calcio (Martín-

Belloso, Soliva-Fortuny, y Oms-Oliu, 2006, p. 136), de tal forma que permiten

mantener la textura y disminuir la pérdida de clorofila y proteína (Martín-Diana,

Rico, Barry-Ryan, Frías y Henehan 2005, p. 2260) e inhibir el deterioro de los

frutos y vegetales frescos y cortados. Entre los compuestos que se emplean están

el cloruro de calcio y el lactato de calcio, este último se emplea en

concentraciones de 0,5 % hasta 1 % como agente para incrementar y mantener la

firmeza sin otorgar acidez indeseable a los PCG (Martín-Belloso et al., 2006, p.

135).

1.2.1.7. Ozono

El ozono (O3) es un antimicrobiano efectivo por su alto poder oxidativo y

esterilizante. Es considerado un sanitizante GRAS (FDA, 2014) y no produce

compuestos residuales. Desde el año 2000 ha sido probado en PCG y estos han

presentado reducción de poblaciones microbianas y reducción de pardeamiento

(Smetanska et al., 2013, pp. 387-392).

El modo de empleo es en solución acuosa en la etapa de desinfección en el

procesamiento, su vida media en solución se estima en 20 a 30 min a 20 °C

(Aguayo, Escalona, y Artés, 2005, p. 37) y las concentraciones empleadas son de

0,5 a 4 ppm (Gil et al., 2011, p. 220).

Biazotto et al., (2013) probaron el uso de agua ozonizada en LCG, aplicaron 1,2

mg/L con 1 minuto de inmersión y fue almacenada a 2 ± 1 °C, se obtuvo una

reducción de 0,7 log NMP/g de coliformes y 1 log NMP/g de mesófilos, comparado

con la materia prima. Sin embargo su vida en percha solo fue de 6 días (pp. 675,

677).

15

1.2.1.8. Agua electrolizada

El agua electrolizada o EW (por sus siglas en inglés), es preparada por electrolisis

de una solución diluida de cloruro de sodio (NaCl) donde se obtienen dos

fracciones, una básica y una ácida (AcEW) (Al-Zenki y Al-Omariah, 2006, p. 252).

Ésta última permite inactivar microorganismos sin afectar drásticamente la calidad

nutricional de los PCG y ha sido probado para la reducción de la carga bacteriana

con buenos resultados.

Las características que presenta la AcEW como: alto potencial de óxido reducción

(1100 mV), su bajo pH de valor 2,7 y la producción de ácido hipocloroso, le

confiere el potencial antimicrobiano contra E. coli O157:H7 y S. enteridis, L.

monocytogenes y contra bio películas (Al-Zenki y Al-Omariah, 2006, p. 252).

Adicionalmente se puede preparar una agua electrolizada neutra NEW a partir de

la fracción básica obtenida inicialmente y se mezcla con parte de la AcEW para

obtener un pH de 7 ± 0,1 (James y Ngarmsak, 2010, p. 24).

La efectividad de AcEW y agua electrolizada neutra (NEW) se refleja en el

tratamiento de hojas de Mizuna (Brassica rapa) var. japonica. El tratamiento se

realizó por 2 min a 5 °C con 40 mg/L de cloro disponible y se realizó un enjuague

posterior. Los valores de pH que presentaron fueron de 3,1 ± 0,1 y 7,0 ± 0,1

respectivamente. La reducción en el contaje de microorganismos psicrófilos fue

de 1,89 y 1,77 log UFC/g para la AcEW y NEW respectivamente, después de 7

días los aerobios mesófilos alcanzaron la fase estacionaria y no se presentó

incremento del contaje a lo largo de su vida útil. El tratamiento no afecto el pH de

los vegetales, ni su calidad visual general hasta el día 7 de almacenamiento

(Tomás-Callejas, Martínez-Hernández, Artés, y Artés-Hernández, 2011, pp.

299,303).

1.2.2. MÉTODOS FÍSICOS

16

1.2.2.1. Procesos térmicos

Los procesos térmicos han permitido a lo largo de los años extender la vida útil de

los alimentos, pero la aplicación de estos métodos en productos frescos puede

provocar una degradación de nutrientes y disminuir la textura de los PCG

(Smetanska et al., 2013, p. 376). Sin embargo, en algunos PCG aún se aplican

tratamientos de altas temperaturas (50-60 °C) en tiempos cortos (1-2 min) para

desactivar las enzimas responsables de pardeamiento. Avalos, Sgroppo y Chaves

(2012) trataron pimientos (Capsicum annuum, L. cv. cherry) de IV gama a 55 °C

por 60 segundos, y fueron almacenados hasta los 15 días a 10 °C. Los pimientos

tratados presentaron mejor apariencia y el ataque microbiano se observó a los 12

días de almacenamiento (p. 47).

1.2.2.2. Atmósferas modificadas

La atmósfera modificada (AM) en el interior de un empaque polimérico se puede

crear de dos formas. La primera conocida como atmósfera modificada activa,

donde se crea un ligero vacío en el empaque, posteriormente se inyecta la mezcla

gaseosa deseada en el interior del empaque. En la segunda, conocida como

atmósfera modificada pasiva, la permeabilidad de los empaques y la respiración

del producto crearán la atmósfera en el interior del empaque (Kader, 2002a,

pp.142, 143).

La permeabilidad es la capacidad del material que, sin modificar su estructura

interna permite el flujo de un gas o vapor a través de él, mediante la solubilidad

(disolución de un gas en un polímero) y la difusión (movimiento de las partículas a

través del polímero) (Welti-Chanes, Vergara-Balderas, Guerrero-Beltrán, García-

Torres, y Villa-Rojas, 2005, p. 9).

La AM permite disminuir: la pérdida de agua, la tasa de respiración, la producción

de etileno, la actividad metabólica, el ataque microbiano y el deterioro, de tal

17

forma que se consigue aumentar la vida en percha de los PCG (Garcia y Barrett,

2004, p. 66).

La composición atmosférica adecuada para el almacenamiento de LR de IV gama

a 5 °C es de 0,5 a 3 % de O2 y de 5 a 10 % de CO2 (Farber, et al., 2003, p. 146).

Los polímeros que más se emplean en el empaque en AM son polipropileno (PP)

y el polietileno de baja densidad (PEBD) de diferentes espesores, por su

permeabilidad y por ser adecuados para el sellado térmico (Pólit, Suquilanda,

Velásquez, y Hidalgo, 2007, p. 25). La permeabilidad es un parámetro importante

para seleccionar correctamente el empaque. En la Tabla 1.1 se presenta la

permeabilidad de estos y otros polímeros usados como material de empaque para

alimentos.

Tabla 1.1. Permeabilidad de polímeros empleados en alimentos

Polímero

Permeabilidad

10-13cm3cm/(cm2·s·Pa)

O2 CO2 H2O

Poliestireno (PS) 1,90 - 1350,00

Polietileno de baja densidad (PEBD) 5,18 21,00 93,00

Polietileno de alta densidad (PEAD) 0,83 3,23 13,50

Polipropileno (PP) 1,70 6,90 51,00

Policloruro de polivinilo (PVC) 0,03 0,12 206,00

Nylon 6 60 % 0,03 0,07 0,14

(Welti-Chanes et al., 2005, p. 17)

Los empaques empleados en experimentaciones con lechuga var. romana son

bolsas de polipropileno (Luna et al., 2013, p. 10), policloruro de vinilo, peak fresh y

polietileno (Velásquez Velásquez, 2007, p. 51).

1.2.2.3. Irradiación

18

Este método consiste en exponer los PCG a irradiación ionizante, donde se aplica

la energía suficiente para romper los enlaces químicos y expulsar electrones de

los átomos y se logra ionizar las moléculas. La irradiación inactiva eficazmente a

bacterias, levaduras y hongos, causa mínimos cambios en apariencia y mantiene

la calidad nutricional (Smetanska et al., 2013, p. 383). La Organización Mundial de

la Salud (OMS) concluyó que en la aplicación de éste método no se tiene

formación de compuestos tóxicos, ni aumenta el riesgo biológico. Adicionalmente

la FAO junto con la OMS concluyeron que los alimentos irradiados son seguros e

inocuos (Sendra, Capellas, y Guamis, 2001, p. 134).

Las fuentes de radiaciones ionizantes autorizadas para el uso en alimentos son

de fuentes mecánicas como equipos generadores de rayos X o de electrones

acelerados o de sustancias radioactivas como Cobalto 60 (60Co) y Cesio 137 (Cs).

Las unidades de medida empleadas son: los electronvoltios (eV) para medir la

energía y el Gray (Gy) que es la energía media comunicada por la radiación

ionizante a la materia por unidad de masa (Sendra et al., 2001, p. 133).

La dosis de irradiación máxima efectiva para eliminar patógenos no esporulados y

parásitos en frutos, vegetales frescos y en PCG es de 10 kGy (Sendra et al.,

2001, p. 129).

Trigo, et al. (2009) irradió lechuga (Lactuca sativa L). cv frisada con una fuente de 60Co con una dosis de 0,5, 1, 1,5 y 2 kGy almacenada a 4 °C. Como resultado del

tratamiento se registró una reducción de 2 a 4 log UFC/g en el contaje de

microorganismos mesófilos y sicrófilos, se registró también una disminución de

textura de 61 a 56 N/g. Sin embargo la calidad visual permitió extender la vida en

percha de 8 hasta 12 días (pp. 660,661).

1.2.2.4. Radiación Ultravioleta

Este método es una irradiación no ionizante de aplicación superficial. La radiación

ultravioleta (UV) que tiene más importancia en la industria alimentaria es la UV-C

19

que corresponde a las longitudes de onda entre 200 y 280 nm dentro del espectro

electromagnético (Gómez-López, 2012, p. 366).

Altas dosis de radiación ultravioleta puede causar la producción de sabores

extraños, sin embargo también presenta algunas ventajas: no afecta la textura de

los productos, no deja residuos, no es un método costoso y no se requiere

excesiva protección para los operarios (Smetanska et al., 2013, p. 392).

Cuando un microorganismo es sometido a UV, en su ADN se producen

reacciones fotoquímicas y se forman atenuadores o bloqueadores que impiden su

reproducción (Gómez-López, 2012, p. 366).

Para obtener buenos resultados y lograr extender el tiempo de vida en percha de

los PCG se debe tomar en cuenta: la forma del producto, la longitud de onda, la

configuración geométrica del reactor, la trayectoria de la radiación (Smetanska et

al., 2013, p. 392) y la energía incidente (J/m2) en la superficie de los productos

(Gómez-López, 2012, p. 367)

Andrade-Cuvi, Moreno-Moreno, Herníquez-Bucheli, Gómez-Gordillo y Concellón

(2010) aplicaron un tratamiento con UV-C a los frutos de carambola (Averroha

carambola L.) de IV gama, donde se aplicó una dosis de 13 kJ/m2 en rodajas de 5

mm de ancho que fueron almacenadas por 21 días a 5 °C. Los productos tratados

presentaron 4,7 % de pérdida de peso, daños leves y desarrollo fúngico a los 21

días del almacenamiento, a diferencia del control donde se observó crecimiento

microbiano a los 14 días del tratamiento. Adicionalmente se presentó acumulación

de fenoles totales y flavonoides en un 28 % y 17 % respectivamente (pp. 22-24).

1.2.2.5. Ultrasonido

Ultrasonido consiste en ondas sonoras con frecuencias (número de oscilaciones

de un movimiento por unidad de tiempo) que están por encima del umbral del oído

humano, es decir superiores a 16 kHz (Zhou, 2010, p. 19; Gómez-Díaz y López-

20

Malo, 2009, p. 62). El ultrasonido se puede clasificar por su intensidad (alta y

baja). El ultrasonido de baja intensidad (UBI) se usa para diagnóstico mientras

que el ultrasonido de alta intensidad (UAI) es el empleado en la modificación de

procesos. Este último, es el empleado en la industria alimentaria, trabaja en bajas

frecuencias (20 a 100 kHz) y genera niveles altos de poder entre 10 y 100 W/cm2

(Gómez-Díaz y López-Malo, 2009, p. 72). Estas ondas alteran los sistemas

biológicos a nivel celular hasta provocar una ruptura de la pared celular

(cavitación) (Zhou, 2010, p. 19; Smetanska et al., 2013, p. 395).

El UAI es empleado en la industria de los PCG para inactivar microorganismos,

limpiar superficies e inactivar la actividad enzimática (Gómez-Díaz y López-Malo,

2009, p. 65). Esté método permite extender la vida en percha, garantizar la

calidad nutricional de los PCG, disminuir el tiempo total de procesamiento,

mejorar el rendimiento y reducir el consumo energético (Smetanska et al., 2013,

p. 395; Robles-Ozuna y Ochoa-Martinez, 2012, p. 113).

Amaral, Benedetti, Pujola, Achaerandio y Bachelli (2014) probaron el efecto de

UAI en papa (Solanum tuberosum L) fresca cortada. El tratamiento fue de 40 kHz,

200W por 1, 5 y 10 min de exposición y fue almacenada a 3 ± 1 °C por 12 días.

En el tratamiento de 5 min se obtuvo como resultado inhibición del 50 % de la

actividad de la PPO durante los primeros 4 días de almacenamiento (pp. 4,8).

1.2.2.6. Empaques activos e inteligentes

Los empaques activos son aquellos que poseen sustancias antimicrobianas

(ácidos orgánicos, aceites esenciales, etanol, ésteres, sorbatos, benzoatos,

zeolita, oxido de magnesio, óxido de zinc, entre otros), antioxidantes y

saborizantes. Se mantienen en interacción constante con el producto ya que

pueden cambiar de permeabilidad continuamente y, con el uso de absorbedores

de gases y de humedad se modifica la concentración de O2, CO2 y C2H4 en el

espacio de cabeza disponible en el empaque (Hurme, Sipiläinen-Malm, y

Ahvenainen, 2002, p. 88).

21

Los empaques inteligentes, poseen etiquetas o indicadores que monitorizan las

condiciones desde el interior y/o exterior, y generalmente cambian de color para

indicar el estado del producto. Los indicadores empleados son de: tiempo-

temperatura, temperatura, O2, CO2, crecimiento microbiano y deterioro. Estos

últimos se activan con sustancias volátiles que se producen como resultado del

deterioro químico, enzimático o microbiano. De esta forma se extiende el tiempo

de vida útil y se mantiene la calidad en los PCG (Hurme et al., 2002, pp. 88-98;

ERDF, 2012, pp. 5-7)

Las ventajas del empleo de este método son: el aumento del tiempo de vida útil y

la calidad, la facilidad de detección de fugas y los costos de inversión son

menores comparados con otros métodos como atmósferas modificadas (Hurme,

Sipiläinen-Malm, y Ahvenainen, 2002, p. 89).

Uno de los empaques empleados en la comercialización de lechuga son los

PEAKfresh. Estos empaques son de PEBD y tienen minerales impregnados, los

cuales son higroscópicos, absorben etileno y modifican la permeabilidad del

empaque (Pólit et al., 2007, p. 25).

Montero-Prado y Nerín (2014) probaron envases activos con aceite esencial de

canela como agente activo, en el envasado de melón (Cucumis melo) IV gama. La

materia prima fue cosechada, pelada, troceada y empacada, no se le realizó

desinfección. Utilizaron envases de polietileno tereftalato (PET) impregnados

directamente y con etiquetas autoadhesivas con 0,041 g/m2 y de 0,36 % g/m2 de

agente activo respectivamente. Se almacenó a 4 y 8 °C por 6 días, donde el

melón IV gama empacado en PET con etiqueta activa presentó mejor sabor,

mejor firmeza y menor grado de oxidación, lo que permitió su comercialización

(pp. 23-25).

1.2.2.7. Recubrimientos comestibles

22

El recubrimiento comestible se define como una capa fina (espesor < 3 mm) de un

material comestible (polisacáridos, proteínas y/o compuestos lipídicos) sintético o

natural sobre la superficie de los frutos y vegetales de tal forma que se logra

obtener una barrera semipermeable a los gases, al vapor de agua y a los

compuestos volátiles (Corbo, Speranza, Campaniello, D´Amato, y Sinigaglia,

2010, p. 1148). Los recubrimientos comestibles también contienen plastificantes o

emulsificantes que incrementan sus propiedades mecánicas y forman emulsiones

estables. También se emplean junto con aditivos, agentes antipardeantes,

antimicrobianos, colorantes, sabores, nutrientes, entre otros para incrementar la

aceptabilidad (Porta, et al., 2013, p. 2).

Algunos de los materiales empleados en el recubrimiento en frutas de IV gama

son: concentrado de proteína de suero de leche, carboximetilcelulosa,

metilcelulosa, aislado de proteína de suero de leche, celulosa microcristalina,

monoglicerido acetilado, ácido ascórbico, ácido oxálico, ácido cítrico, cloruro de

calcio, cloruro de sodio, sorbato de potasio, ácido benzoico, polietilenglicol, entre

otros (Olivas y Barbosa-Cánovas, 2013, p. 662). La aplicación de estas sustancias

en manzanas en rodajas y en cubos incrementó el tiempo de vida en percha,

redujo la tasa de respiración y la humedad, inhibió el pardeamiento y redujo la

producción de CO2. (Olivas y Barbosa-Cánovas, 2013, p. 662).

Los recubrimientos comestibles se forman directamente en la superficie del

producto con soluciones líquidas aplicadas por: inmersión, pulverización y

fluidización. Su aplicación en PCG permite extender el tiempo de vida en percha

debido a que se reduce la tasa de respiración, la pérdida de agua, el intercambio

de humedad entre los trozos de frutas y se mantienen el aroma, la textura y el

color (Olivas y Barbosa-Cánovas, 2013, p. 658).

Patiño, Moreno y Chaparro (2010) emplearon un recubrimiento comestible

antimicrobiano y antioxidante a base de aceite esencial de orégano (Origanum

vulgare) 1 % y 2 %, con 6 % de pectina y 5 % de gelatina. Este recubrimiento se

aplicó en lechuga (Lactuca sativa L.) de IV gama donde se registró la disminución

de la tasa de respiración, la humedad y la pérdida de peso en un 30 % y 94 %

23

respectivamente. Mientas que se presentó un aumento de los sólidos solubles

totales y de proteína en un 35 % y 30 % respectivamente. Su vida en percha se

incrementó de 9 a 20 días (pp. 48-57)

Los métodos para extender la vida útil de los PCG son una parte fundamental del

proceso de elaboración. Se pueden aplicar uno o varios métodos con el fin de

incrementar la vida en estante y garantizar la calidad nutricional, organoléptica y

microbiológica de los PCG.

1.3. ELABORACIÓN DE VERDURAS DE HOJA DE IV GAMA

En el Ecuador, en los últimos años la producción y consumo de los alimentos de

IV gama se ha incrementado. En la actualidad, existen alrededor de 24 empresas

dedicadas a la elaboración y comercialización de frutos y vegetales de IV gama.

Pero lamentablemente, la investigación sobre el uso de la materia prima

adecuada, los grados de madurez óptimos y que tratamientos poscosecha son los

más adecuados para incrementar el tiempo de vida útil de las hortalizas de IV

gama no ha sido desarrollada (Bastidas, 2015, p.72).

Entre los productos de IV gama que elaboran las empresas ecuatorianas se

encuentran vegetales como lechuga, col, apio, zapallo, coliflor, sambo y en mayor

proporción choclo, zanahoria, yuca y brócoli, solos o en mezcla para ensaladas o

para elaboración de sopas (Bastidas, 2015, p. 74).

1.3.1. LECHUGA (Lactuca sativa L.)

La lechuga es de la familia Astereaceae de género lactuca y de especie sativa por

lo que su nombre científico es Lactuca sativa. Es una planta con raíz pivotante

ramificada, posee un tallo que es corto, cilíndrico y ramificado. Sus hojas son

basales, con gran tamaño, de forma ovalada y color verde oscuro (Pólit et al.,

2007, p. 4).

24

Según sus características morfológicas se tiene 4 variedades: capitata, longifolia,

crespa y asparagina Bailey. Las de variedad longifolia, cos o Romana son

aquellas que tienen hojas verticales, de textura crujiente y forman una cabeza

suelta de color verde oscuro (Mou, 2008, p. 79).

La lechuga se compone de agua, proteínas, carbohidratos, compuestos fenólicos,

vitaminas y minerales y su cantidad depende de la variedad. En la Tabla 1.2, se

presenta la composición de una porción de 100 g de lechuga var. romana.

Tabla 1.2. Composición de 100 g de lechuga var. romana

Composición Cantidad Composición Cantidad

Agua 94,61 g Zn 0,23 mg

Proteína 1,23 g Cu 0,048 mg

Lípidos totales 0,30 g Mn 0,155 mg

Carbohidratos totales 3,29 g Se 0,4 µg

Ca 33 mg Vitamina A 780 μg retinol

Fe 0,97 mg Vitamina C 24 mg

Mg 14 mg Tiamina 0,10 mg

P 30 mg Niacina 0,5 mg

K 247 mg Calcio 36 mg

Na 8 mg

(Dishpande y Salunkhe, 2003, p. 511)

La lechuga se desarrolla en rangos de temperaturas diurnas y nocturnas entre 15

y 18 °C y entre 3 a 8 °C respectivamente. El aumento de la temperatura

recomendada produce acumulación de látex amargo en su sistema vascular y se

presenta un crecimiento acelerado del tallo floral. Por otro lado, si las

temperaturas bajas se mantienen por más de 10 días se puede tener presencia

de tallos florales (Pólit et al., 2007, p. 5).

La lechuga se siembra como monocultivo directa o indirectamente en el interior de

invernaderos o a cielo abierto. Para la siembra indirecta se emplean semilleros

para la germinación y posterior trasplante (a las 4 o 5 semanas) (Suquilanda,

2003, p. 67).

25

Entre las plagas que afectan al cultivo de lechuga se encuentran a los pulgones,

la mosca blanca, el gusano trozador, la babosa gris y nemátodos que pueden

causar deformaciones y pérdidas considerables en la cosecha. Los patógenos

causantes de enfermedades que se pueden presentar en esta hortaliza son:

Rhizoctonia solani que causa pudrición en las hojas, Sclerotinia sclerotiorum que

puede causar marchitamiento y caída de hojas, Cercospora beticola que causa

manchas foliares de color café con bordes rojizos y Oidium sp que seca las hojas

y se presenta como un polvo blanco. (Pólit et al., 2007, p. 9).

Debido a que esta hortaliza es una de las más consumidas a nivel mundial, su

producción como producto o alimento de IV gama se ha desarrollado en los

últimos años.

1.3.2. PROCESAMIENTO DE PRODUCTOS DE IV GAMA

Durante el procesamiento de PCG es indispensable equipar al personal con los

equipos de protección personal adecuada, guantes, mascarilla, cofia, mandil,

botas plásticas y aplicar BPM.

La elaboración de verduras IV gama tiene varias etapas, a partir de la etapa de

lavado el procedimiento se debe realizar a temperaturas de refrigeración de tal

forma que se cree el ambiente adecuado para reducir el crecimiento microbiano y

la tasa de respiración. A continuación se detallan las etapas del procesamiento de

vegetales de IV gama.

1.3.2.1. Selección del cultivo

Para la selección del cultivo adecuado se debe tomar en cuenta la vida en estante

(larga, media, alta), el comportamiento metabólico de cada variedad y el sistema

de producción del que proviene (Artés-Hernandez et al., 2009, p. 53). En el cultivo

se deben aplicar Buenas Prácticas Agrícolas y la contaminación se debe prevenir

26

desde la cosecha con utensilios limpios y el transporte en condiciones asépticas

(Division of plant and Dairy Food Safety, 2008).

1.3.2.2. Cosecha

La cosecha de la materia prima seleccionada se realiza cuando la verdura

presenta su madurez comercial y con cuidado para no provocar daño físico ni

mecánico. La verdura es separada de su sistema radicular mediante cortes con

cuchillos afilados. Este proceso puede ser realizado manual o mecánicamente.

1.3.2.3. Lavado

Esta etapa se realiza con agua potable a una temperatura menor a 5 °C (Corbo et

al., 2010, p. 1144), por medio de aspersión o inmersión. El objetivo del lavado es

eliminar materia orgánica, residuos de pesticidas y para disminuir la carga

microbiana (Gil et al., 2011, p. 213).

1.3.2.4. Pelado

Algunas verduras requieren ser peladas para lo cual se emplean métodos

manuales, mecánicos, químicos o con peladores de vapor a alta presión.

1.3.2.5. Corte

En esta etapa se emplean métodos manuales y métodos mecánicos como

cuchillas de acero inoxidable o cuchillos de disco giratorio bien afilados. Los PCG

pueden ser cortados de diferentes formas, en cuadros, tiras, rodajas, en juliana,

entre otros, con diferentes espesores. Es recomendable limpiar y afilar las

27

cuchillas una o dos veces a día para minimizar el daño provocado (Varoquaux y

Mazollier, 2002, p. 43).

1.3.2.6. Tratamiento sanitizante

Esta etapa se realiza para disminuir o inactivar microorganismos presentes y

prevenir el pardeamiento. El empleo de agua clorada en esta etapa es común sin

embargo debido a la posible producción de compuestos tóxicos, ha sido prohibido

en algunos países (Varoquaux y Mazollier, 2002, p. 44). Actualmente se aplican

tratamientos alternativos para disminuir la carga microbiana entre ellos están la

aplicación de sanitizantes no convencionales (ClO2, ácidos orgánicos, CSA, H2O2,

O3, sales de calcio y EW) mediante inmersión en solución. También se usan

tratamientos térmicos, UV-C, UAI, entre otros. La efectividad de los tratamientos

varía según el producto, la carga microbiana inicial, el tiempo de exposición o

inmersión y las concentraciones empleadas.

1.3.2.7. Escurrido

Esta etapa se realiza para eliminar la mayor cantidad de agua de la superficie de

los vegetales con el fin de prevenir el crecimiento microbiano. Se realiza

mecánicamente con el empleo de centrífugas o túneles de aire. Se debe conocer

el tiempo y la velocidad apropiada para causar el mínimo daño mecánico a los

vegetales.

Un túnel de secado de aire que puede ser empleado para PCG, se compone de

bandas transportadoras vibratorias, una unidad de secado y un tubo de UV (250-

280 nm) (Varoquaux y Mazollier, 2002, p. 46).

1.3.2.8. Empaque

28

En esta etapa el vegetal troceado se empaca manual o mecánicamente en

láminas poliméricas y se sella. Se puede emplear el método de atmósferas

modificadas activas o pasivas, o se pueden usar empaques activos e inteligentes.

1.3.2.9. Almacenamiento

El almacenamiento de los vegetales IV gama se realiza en cámaras de

refrigeración a temperaturas entre 0 a 5 °C.

La elaboración y consumo de los PCG se encuentra en crecimiento en el

Ecuador, sin embargo la producción que existe en el país se realiza de forma

empírica. Por otro lado, la lechuga es una de las hortalizas más consumidas en

diferentes presentaciones, la LR contiene minerales y vitaminas esenciales para

la alimentación y se consume usualmente troceada en ensaladas. Con esta

investigación se busca causar un impacto positivo a nivel comercial en la calidad

e inocuidad de la LR de IV gama a fin de incrementar su consumo y la

comercialización a nivel nacional y eventualmente a nivel internacional.

29

2. PARTE EXPERIMENTAL

2.1. DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS,

QUÍMICAS Y MICROBIOLÓGICAS DE LA MATERIA PRIMA

2.1.1. MATERIA PRIMA

La materia prima empleada en la caracterización fisicoquímica, el análisis

sensorial y en el estudio de la fisiología poscosecha fue lechuga de variedad

Romana, cosechada en los meses de Julio y Noviembre de 2014 en los cultivos

orgánicos a cielo abierto de la empresa “La Huerta”, ubicada en la parroquia El

Quinche al nororiente de Quito.

A primera hora de la mañana se realizó la cosecha de las lechugas que se

encontraron en su madurez comercial (70 a 75 días a partir de la siembra). Al

momento de la cosecha de realizó un corte a bisel en el tallo, cercano a las hojas

primarias. Se eliminaron las hojas viejas o con daños mecánicos. En el Anexo I se

presentan fotografías del cultivo y cosecha de la lechuga de hoja.

La materia prima se empacó en kavetas de 5 kg cada una, se transportó bajo

cubierta y con buena ventilación por aproximadamente 60 min hacia la planta

piloto del Departamento de Ciencia de Alimentos y Biotecnología (DECAB) de la

Escuela Politécnica Nacional en Quito. Posteriormente se almacenó la materia

prima en un cuarto frío a temperatura controlada de 4 ± 1 °C, hasta iniciar el

procesamiento.

Se empleó un total de 82 kg de lechuga variedad Romana en la presente

experimentación.

2.1.2. CARACTERIZACIÓN FÍSICA

30

Para determinar las características físicas, químicas y microbiológicas de la

materia prima se empleCaaron 50 lechugas var. romana con madurez comercial.

Se realizó una inspección visual y se determinó: el peso, la longitud, el diámetro,

el color, el pH, AT y la calidad microbiológica (aerobios totales, coliformes totales,

mohos y levaduras). Adicionalmente se realizó un análisis sensorial.

2.1.2.1. Inspección visual de la materia prima

Se realizó una inspección visual de la materia prima y, debido a que no existe una

norma ecuatoriana de clasificación para lechuga, se clasificó según la norma

técnica mexicana. En esta norma se especifican tres tipos de defectos (daños,

cortes o signos de enfermedad) en función del tamaño del área donde se

presentan: defectos menores (<2 cm2), defectos mayores (2 a 4 cm2) o defectos

críticos (>4 cm2), y también se especifican los tres grados de calidad: grado extra

(sin defectos visuales), grado 1 (un defecto menor por unidad) y grado 2 (un

defecto mayor por unidad) (Serra, 1982, p.3).

2.1.2.2. Peso

Se determinó el peso de cada hortaliza, colocándola directamente en una balanza

electrónica marca BOECO BBA51, Alemania, 4 100 g, 0,01 g.

2.1.2.3. Longitud

Se midió la longitud desde la base de las hojas externas hasta el final de las hojas

interiores más largas con un calibrador marca GOLDFISH-BRAND, China, 60 plg

(150 cm).

31

2.1.2.4. Diámetro

Se midió el diámetro en la zona central de las hojas externas presentes en cada

hortaliza con un calibrador marca GOLDFISH-BRAND, China, 60 plg (150 cm).

2.1.2.5. Color

Se determinó el color en el haz y envés de la zona central de las hojas de la

hortaliza con la cromaticidad L*, a* y b* determinados con el colorímetro marca

Minolta, Japón.

2.1.3. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA

Para realizar la caracterización química de la materia prima se preparó el extracto

de las hojas de la hortaliza, para lo cual se retiró el tallo, se trocearon las hojas y

se colocaron en el interior de una licuadora, donde se licuaron durante 1 min, y se

realizó el filtrado con una malla de nylon manualmente hasta extraer

aproximadamente 25 mL de extracto.

2.1.3.1. Medición de pH

Se determinó el pH del extracto con un pH-metro electrónico, marca Fisher

Scientific AB150, USA, con calibración previa dentro de un rango de 4 a 10. El

electrodo se sumergió en una solución de 25 mL del extracto de la hortaliza

(A.O.A.C., 2005).

2.1.3.2. Medida de acidez titulable

32

Para obtener el valor de la acidez titulable (AT) se sumergió el electrodo del pH-

metro marca Fisher Scientific AB150, USA, en una solución de 50 mL de agua

destilada y 5 mL del extracto de la hortaliza, se tituló con NaOH 0,1 N, f=0,9775

hasta que la solución alcanzó un pH de 8,2 según lo descrito por el método AOAC

942.15 (A.O.A.C., 2005). El resultado se reportó como porcentaje de ácido cítrico

y se calculó con la Fórmula 2.1.

(Fórmula 2.1)

En donde:

AT: Acidez titulable (% de ácido cítrico)

NNaOH: Concentración de NaOH (N)

VNaOH : Volumen de NaOH gastado (mL)

fa: Factor del ácido cítrico 0,064

f: Factor de corrección de NaOH

Vo: Volumen de la muestra del jugo (mL)

2.1.4. CARACTERIZACIÓN MICROBIOLÓGICA

La determinación de la calidad microbiológica de la hortaliza se realizó mediante

los análisis microbiológicos para: aerobios totales, hongos y levaduras y

coliformes totales, siguiendo los métodos AOAC 990.12 (Guía3M, 2001), AOAC

997.02 (Guía3M, 2004) y AOAC 991.14 (Guía3M, 1999), respectivamente.

El Ecuador no posee una norma técnica para frutos y vegetales frescos, en donde

se especifiquen los límites aceptables de microorganismos (coliformes, aerobios

totales, mohos y levaduras) para su procesamiento y consumo. Por esta razón se

tomaron como referencia los límites establecidos por la legislación española

(Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 22), en donde, el límite máximo aceptable

para coliformes es de 104 UFC/g, para aerobios totales es de 105 UFC/g y para

mohos y levaduras es de 104 UFC/g (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 22.)

33

2.1.5. ANÁLISIS SENSORIAL

El análisis sensorial consistió en una prueba descriptiva de escalas no

estructuradas (Beeren, 2010, pp. 88,89).

Para el análisis sensorial se realizó el entrenamiento a 12 panelistas en donde se

les presentaron muestras para el reconocimiento de: acidez, sabor característico

de la lechuga y la apariencia general. Además, se les mostró el formato para la

realización del análisis que se muestra en el Anexo II y se explicó su uso.

Los análisis se realizaron a los 0, 5 y 10 días en un horario de 10 a 11 de la

mañana en las cabinas para análisis sensorial con luz amarilla, ubicados en la

planta piloto del DECAB.

Cada panelista recibió una muestra de 25 g de LR lavada, troceada y escurrida,

en envases desechables.

2.2. ESTUDIO DEL EFECTO DE DOS SANITIZANTES NO

CONVENCIONALES EN LA CALIDAD DE LECHUGA DE

HOJA DE IV GAMA

2.2.1. PROCESAMIENTO PARA ELABORACIÓN DE LECHUGA DE HOJA DE

IV GAMA

El procesamiento para la elaboración de bolsas de 0,15 kg de LCG se observa en

la Figura 2.1 y fue el utilizado en las dos experimentaciones realizadas. Se trabajó

dentro de una cámara de refrigeración a 4 °C y 90 % de HR. Se utilizaron equipos

y materiales previamente desinfectados con agua clorada (200 ppm) y se empleó

todo el equipo necesario (cofia, mascarilla, guates, botas y mandil) para mantener

la higiene en el proceso.

34

Con el lavado se eliminó la tierra retenida en las hojas como consecuencia del

tipo de cultivo del que proviene la materia prima. En el procesamiento se

eliminaron los tallos y se trocearon las hojas según las cuadrículas de 3 x 4 cm de

la tabla de picar con cortes limpios para evitar mayor daño mecánico en la

hortaliza. El producto troceado se depositó directamente en una bolsa de malla de

nylon, para su posterior inmersión en los tratamientos sanitizantes.

En el escurrido se empleó la modalidad de centrifugado en una lavadora de ropa

marca Electrolux, modelo ELAV 8450 previamente lavada y desinfectada, en

donde se introdujeron las bolsas de malla de nylon después de ser sumergidas en

la solución sanitizante respectiva y se centrifugaron a 850 rpm durante 1 min.

Posteriormente se pesó y empacó la LCG en PP para obtener las bolsas de

0,15 kg que se almacenaron durante 10 días en refrigeración a 4 ± 1 °C con una

HR de 90 %.

Cosecha

Limpieza

Lavado

Picado(trozos de 4 x 3 cm)

Escurrido850 rpm, 1 min

Empacado

Transporte

Hojas viejas,amarillentas o con

daño mecánico

Aguapotable

Solución sanitizantesobrante

Tallos

Tierra, hojas dañadas,amarillentas, viejas

AlmacenamientoT: 4 ± 1°C, HR: 90 %,

t: 10 días

Lechuga variedad Romana enmadurez comercial

InmersiónSanitizante

Figura 2.1. Diagrama de bloques del procesamiento mínimo de lechuga IV gama variedad Romana.

35

2.2.2. SANITIZANTES NO CONVENCIONALES EN LA CALIDAD DE

LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA

En el primer ensayo se empleó un diseño completamente al azar donde la

variable del proceso fue el sanitizante. Los sanitizantes empleados, sus códigos y

la concentración aplicada se presentan en la Tabla 2.1. El tiempo de inmersión

para todos los tratamientos fue de 2 min.

Tabla 2.1. Tratamientos del primer ensayo

Código Sanitizante Concentración

CSA1 Clorito de Sodio Acidificado 200 ppm

CSA2 Clorito de Sodio Acidificado 300 ppm

MZ1 Mezcla de ácidos: cítrico y ascórbico 0,5 %

MZ2 Mezcla de ácidos: cítrico y ascórbico 1 %

C Control (agua destilada) -

Estos tratamientos se aplicaron según el procesamiento observado en la Figura

2.1. Las soluciones se prepararon según el sanitizante empleado. Para CSA se

preparó una solución de ácido cítrico al 10 % para acidificar el dióxido de cloro

hasta un pH entre 2,3 y 2,9 (Madduri V., 2007, p. 2).

La relación entre el peso (kg) de la lechuga troceada y el volumen (L) de solución

sanitizante para la inmersión fue de 1:3.

Se prepararon un total de 92 bolsas de lechuga IV gama que se utilizaron en los

análisis (físicos, químicos, microbiológicos, sensoriales y en la determinación de

CO2 en el interior de los empaques) a los 0, 5 y 10 días, estos períodos se

denominaron entrada, salida 1 y salida 2, respectivamente. Las muestras se

mantuvieron en refrigeración a 4 ± 1 °C y HR de 90 % hasta el día de su análisis.

En la entrada se analizaron 7 bolsas, en la salida 1 se analizaron 35 bolsas, y en

la salida 2 se analizaron 35 bolsas. Adicionalmente, se destinaron 15 bolsas para

determinar la concentración de CO2 en el interior de los empaques en las salidas 1

y 2.

36


En la caracterización física de la LR de IV gama se tomaron muestras al azar, se

realizaron los análisis: pérdida de peso, evaluación de la calidad visual y color,

cada análisis se realizó con 4 réplicas por tratamiento.

2.2.3.1. Pérdida de peso

Durante este análisis se pesaron las bolsas a la entrada y en las salidas 1 y 2, en

una balanza electrónica marca BOECO BBA51, Alemania, 4 100 g, 0,01 g. Los

resultados se obtuvieron en porcentaje de pérdida de peso según la siguiente

Fórmula (2.2)

Pérdida de peso (%) = 100 x (Fórmula 2.2)

Donde:

Po: Peso inicial (g)

Pf: Peso final (g)

2.2.3.2. Evaluación de la calidad visual

Para este análisis, el contenido de cada muestra (0,15 kg) destinada para esta

evaluación se dividió en 3 grupos (50 g) y en cada uno se evaluaron los atributos:

marchitez de las hojas y presencia de patógenos. Se evaluó un total de 12 grupos

por tratamiento.

En el Anexo III se presenta la escala para análisis de calidad visual con

fotografías (Figura AIII.1), la escala de valoración (Tabla AIII.1), rango de

calificación (Tabla AIII.2) y la fórmula de cálculo del índice de la calidad visual

(Fórmula AIII.1).

37

2.2.3.3. Color

Durante este análisis se usó el colorímetro Minolta, Japón, para medir el color en

el haz y envés de 4 trozos de LR de IV gama escogidos al azar de cuatro

muestras de cada tratamiento a la entrada y a las salidas 1 y 2.

Para expresar la variación de color registrada en los días de almacenamiento se

calculó el índice de color con la Fórmula 2.3, ya que los cambios que se producen

no son fácilmente perceptibles por el ojo humano (Martínez-Sánchez, Tudela,

Luna, Allende, y Gil, 2011, p. 36).

ΔE*=[(Lo* - L*)2+(ao* - a*)2+(bo* - b*)2]1/2 (Fórmula 2.3)

Donde:

ΔE: índice de color

Lo, ao, bo: cromaticidad L*, a* y b* en la entrada

L, a y b: cromaticidad L*, a* y b* en cada salida


Para la caracterización química se tomaron muestras al azar en la entrada y las

salidas 1 y 2. La obtención del extracto de las hojas de la hortaliza, y los análisis

de pH y AT se realizaron de la misma forma que para la materia prima como se

detalló en el acápite 2.1.3, con 4 réplicas por tratamiento.

2.2.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS Y SENSORIALES

Los análisis microbiológicos y sensoriales se realizaron en la entrada y en las

salidas 1 y 2 siguiendo los métodos detallados para la materia prima en los

acápites 2.1.4. y 2.1.5.

38

El Ecuador tampoco posee una norma técnica para frutos y vegetales de IV gama,

en donde se especifiquen los límites aceptables de microorganismos (coliformes

totales, aerobios totales, mohos y levaduras) para su procesamiento y consumo.

Por esta razón se tomaron como referencia los límites establecidos por la

legislación española (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 16) para productos de

IV gama (reconocidos como comidas preparadas envasadas a base de vegetales

crudos), en donde, el límite máximo aceptable para aerobios y coliformes totales

es de 106 UFC/g (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 16). Esta legislación no

presenta límites aceptables para el contaje de mohos y levaduras, por lo que se

usó como referencia el límite máximo especificado por Ragaert, Jacxsens,

Vanderkinderen, Baert y Devlieghere (2011) para productos de IV gama que es

105 UFC/g (p.60).

2.2.6. DETERMINACIÓN DE CO2 EN EL INTERIOR DE LOS EMPAQUES

Para la determinación de CO2 en el interior de los empaques se adaptó un septum

a las bolsas empleadas.

Se introdujo una jeringa en el interior de los empaques por medio del septum y se

extrajeron muestras de gases del interior. Posteriormente se procedió a inyectar

en el analizador rápido de CO2 -O2 marca Post Harvest Research, modelo CG-

1000, USA provisto de un detector infrarrojo (Saltveit y Kader, 1997, p. 32), como

se muestra en el Anexo IV.

2.2.6.1. Análisis estadístico

Las interacciones de las variables en la presente experimentación se analizaron

estadísticamente mediante el empleo del análisis de varianza (ANOVA) en el

programa STATGRAPHICS Centurion XVI.

39

2.3. ESTUDIO DEL EFECTO DE LA APLICACIÓN DE

HIPOCLORITO DE SODIO Y UN SANITIZANTE

ALTERNATIVO EN LA CALIDAD DE LECHUGA DE HOJA

DE IV GAMA EMPACADA

Para este ensayo se siguió el procedimiento que se presentó en la Figura 2.1. Se

empleó un diseño factorial 3 x 2, donde las variables del proceso fueron:

sanitizante y el tipo de empaque empleado, como se detalla en la Tabla 2.2. Los

empaques empleados fueron PP y PEBD, ambos de 0,21 x 0,35 m y se comparó

el uso de NaClO y de CSA.

La solución sanitizantes de CSA se preparó de igual forma que para el primer

ensayo. En la solución de NaClO se ajustó el pH en 6,5.

La relación entre el peso de la lechuga troceada y el volumen de solución

sanitizante para la inmersión fue igualmente que en el ensayo inicial de 1 en 3.

Tabla 2.2. Tratamientos del ensayo final

Código Sanitizante Concentración (ppm) Tipo de empaque

AP CSA 300 PP

AE CSA 300 PEBD

HP Hipoclorito de sodio 150 PP

HE Hipoclorito de sodio 150 PEBD

CP Control (agua destilada) - PP

CE Control (agua destilada) - PEBD

El tiempo de inmersión de los tratamientos fue de 2 min, excepto para los

tratamientos con hipoclorito de sodio. La inmersión de dichos tratamientos se

realizó durante 15 min y se enjuagó con agua destilada a 0 °C por 2 min (Biazotto

et al., 2013, p. 674).

Se prepararon un total de 109 bolsas de LCG que se utilizaron en los análisis en

la entrada (7 bolsas), en la salida 1 (42 bolsas), y en la salida 2 (42 bolsas), y

además para la determinación del CO2 en el interior de los empaques (18 bolsas).

40

Las muestras se mantuvieron en refrigeración a 4 ± 1 °C y HR de 90 % hasta el

día de su análisis.

Las muestras se utilizaron en los análisis físicos (evaluación de la calidad visual,

pérdida de peso y color), químicos (pH, AT), microbiológicos, sensoriales y para la

determinación del CO2 en el interior de los empaques. Los análisis se realizaron

siguiendo los mismos procedimientos que se detallaron en los acápites 2.2.3.,

2.2.4., 2.2.5 y 2.2.6, con 4 repeticiones por tratamiento.

El análisis estadístico de este ensayo se realizó da la misma forma y con el

mismo programa utilizado en el primer ensayo.

2.4. ESTUDIO DE LA FISIOLOGÍA POSCOSECHA DE LA

LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA

El estudio de la fisiología poscosecha se realizó mediante el uso del sistema

dinámico de respiración, que consistió en un compresor de aire, un tablero de

mezcla de gases, tres tableros secundarios, 12 jarras de respiración, 12

humidificadores, y mangueras conectados entre sí, el tablero de mezcla se

muestra detallado en el Anexo V (Figura AV.1).

En las jarras de respiración se introdujeron alrededor de 0,4 kg de lechuga entera

(materia prima) y LCG la cual se procesó con los tratamientos sanitizantes

señalados en el subcapítulo 2.4. El análisis se realizó por triplicado para cada

tratamiento sanitizante y para la hortaliza entera.

El sistema se ubicó en el interior de una cámara de refrigeración a 4 ± 1°C y HR

de 90 % por 14 días.

El flujo de aire que ingresó a las jarras se dejó pasar al tablero de mezcla de

gases con el uso de un compresor. El aire se reguló mediante las microválvulas

del tablero de mezcla de gases y del tablero secundario con un medidor de flujo

41

marca Cole Parmer, modelo 32648-10, USA, 0-500 sccm. El cálculo del flujo que

se ingresó a cada jarra se muestra en el Anexo V.

Se realizaron las mediciones de CO2 en la entrada y en la salida de cada jarra de

respiración por triplicado con una jeringa de 1mL (Figura AV.3) y se analizaron en

el equipo analizador rápido de CO2-O2 que se muestra en el Anexo IV.

Las mediciones de CO2 se realizaron hasta los 14 días, se registró el flujo de aire

que ingresó a cada cámara de respiración con el medidor de flujo y se verificó

visualmente que los humidificadores se encuentren trabajando correctamente.

2.5. ANÁLISIS ECONÓMICO

Dentro del análisis económico se realizó: la estimación de costos de

implementación del proceso de producción de LR de IV gama, el costeo del

producto final, el análisis de pérdidas y ganancias, el flujo de caja neto y se

calcularon los índices financieros del proyecto. Los cálculos se realizaron con

EXCEL 2010, se emplearon hojas de cálculo y se aplicaron formulas financieras

(Borgenvall, Jarskog, Murray y Palmer, 2003, pp.7-9).

La producción anual de lechuga var. romana de la empresa “La Huerta” se

consideró para la estimación de costos y se tomaron en cuenta 22 días

laborables.

El costo del producto final se determinó mediante la elaboración de un balance de

masa para establecer los materiales, insumos, suministros, entre otros,

necesarios para el procesamiento. Se consideraron los costos actuales directos

(materia prima, insumos y mano de obra), los costos actuales indirectos

(suministros, mano de obra indirecta) y la depreciación de equipos (a 10 años) e

instalaciones (20 años). Se consideró 15 % de utilidad en venta (incremento al

precio de venta al público).

42

Se estableció una vida útil del proyecto igual a 10 años, en base a este tiempo se

realizó el estado de pérdidas y ganancias para obtener el flujo de caja bruto. Se

calcularon las ventas para cada año en base a la producción anual de la empresa

“La Huerta” y se consideró un crecimiento anual del 5 %. Se calculó la utilidad en

operación y se consideraron los impuestos (renta 23 % y participación de

trabajadores 15%).

A partir del flujo de caja bruto se realizó el flujo de caja neto, para lo cual se

consideraron los ingresos (flujo de caja bruto, valor residual activo fijo, valor

residual del capital de trabajo y préstamo bancario) y los egresos (incremento del

capital de trabajo 10 % y amortizaciones) totales para cada año.

Finalmente se calcularon: los índices financieros Valor Actual Neto (VAN) y Tasa

Interna de Retorno (TIR), Punto de Equilibrio y la relación beneficio/costo del

proyecto. En base a esta información se determinó la rentabilidad del uso de

sanitizantes alternativos al NaClO.

43

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS, QUÍMICAS Y

MICROBIOLÓGICAS DE LA MATERIA PRIMA

Para determinar las características físicas, químicas y microbiológicas de la

materia prima se emplearon 50 lechugas var. romana (LR) con madurez

comercial. Se realizó una inspección visual y se determinó: el peso, la longitud, el

diámetro, el color, el pH, la acidez titulable (AT) y la calidad microbiológica

(aerobios totales, coliformes totales, mohos y levaduras). Adicionalmente se

realizó un análisis sensorial.


Los resultados de la caracterización física se presentan en la Tabla 3.1. El peso

promedio fue de 0,234 kg y los pesos mínimos y máximos registrados fueron

0,185 y 0,368 kg, respectivamente.

Los pesos mínimos registrados en esta experimentación se asemejan al peso

promedio obtenido por Pólit et al., (2007), quienes emplearon en su

experimentación LR orgánica cosechada en su madurez comercial cuyo peso

promedio fue de 0,179 kg ± 0,074 (p. 12). Por otro lado, Luna et al., (2013)

investigaron diferentes regímenes de riego en el cultivo de LR que fue cosechada

a los 70 días después del trasplante, al igual que las lechugas empleadas en esta

experimentación, donde registraron valores altos de 0,6 kg para el peso (p. 10).

Este valor es superior a los obtenidos en esta experimentación y refleja la

importancia del riego en el cultivo de esta hortaliza.

Según Serra (2005) la LR se clasifica según el valor del diámetro ecuatorial. El

valor registrado para este parámetro fue de 24,65 cm y corresponde a un tamaño

A (p. 4).

44

Los parámetros de color: cromaticidad L* (luminosidad), cromaticidad a* (rojo-

verde), cromaticidad b* (azul-amarillo), obtenidos en la materia prima para esta

experimentación se presentan en la Tabla 3.1. Los valores para el haz se

asemejan a los valores de L* y b* observados por Pólit et al., (2007) los cuales

fueron 46,10 ± 1,79, y 24,98 ±1,76 respectivamente (p.12).

3.1.2. INSPECCIÓN VISUAL

La inspección visual de la materia prima se realizó según la norma técnica

mexicana (Serra, 2005, p.2) debido a que no existe una norma ecuatoriana de

clasificación para la hortalizas.

Las hojas sufrieron daño mecánico en el transporte debido a un mal

almacenamiento de los vegetales en las kavetas una vez cosechadas. En general,

en la materia prima que registraron daños menores, mayores y críticos, por lo

tanto, en la materia prima cosechada se presentaron los tres grados de calidad

que señala la norma técnica mexicana. El 81,4 % que no registró ningún tipo de

daño correspondió al grado extra, el 3,6 % al grado 1 y el 3 % al grado 2 (Serra,

2005, p. 3).


Los resultados de la caracterización química de la materia prima se muestran en

la Tabla 3.1. La AT registrada fue 0,5 g de ácido cítrico/100 g de lechuga fresca y

el valor de pH obtenido fue de 6,42 que es semejante al valor de 6 de referencia

para lechuga fresca (Jay, 2004, p. 42).

El valor de AT registrado es cercano al valor descrito por Olfati et al., (2011),

quienes evaluaron la AT para tres tipos de lechuga, en diferentes fechas de

cosecha. En este estudio, el valor para LR entera cosechada a los 100 días

(trasplante + siembra) fue de 0,44 %. Al cosechar 7 o 14 días después la acidez

disminuyó a 0,14 % y 0,12 %, respectivamente (p. 1649), lo cual indica que la

45

fecha de cosecha de la LR para esta experimentación fue la apropiada para

obtener una materia prima con alta cantidad de ácidos orgánicos.

Tabla 3.1. Caracterización física, química, microbiológica y sensorial de la materia prima

Variable Valor

Características físicas1

Peso (g) 233,9 ± 36,8

Longitud (cm) 37,9 ± 5,0

Diámetro (cm) 24,7 ± 2,5

Color (haz)

L* 46,4 ± 2,0

a* -21,2 ± 2,3

b* 24,9 ± 3,3

Color (envés)

L* 43,4 ± 1,6

a* -19,6 ± 1,5

b* 22,8 ± 3,0

Características químicas1

pH 6,4 ± 0,1

Acidez titulable (g ácido cítrico/100 g producto) 0,5 ± 0,0

Características microbiológicas2

Aerobios totales (UFC/g) 1,12 E+3

Coliformes totales (UFC/g) 2,10 E+3

Mohos y levaduras (UFC/g) 1,35 E+3

Análisis Sensorial3

Apariencia 8,3 ± 1,2

Sabor 7,5 ± 2,4

Acidez 1,9 ± 2,7

Sabores extraños 0,8 ± 1,4 1Físicas y químicas: x ± (n= 50) 2Microbiológico: x ± (n= 1) 3Sensorial: x ± (n= 12)

3.1.4. CARACTERIZACIÓN MICROBIOLÓGICA

46

En la materia prima se registró presencia de mohos, levaduras, aerobios y

coliformes totales, los resultados obtenidos en unidades formadoras de colonia

por gramo de vegetal fresco (UFC/g), se observan en la Tabla 3.1.

Smeu y Popa (2011) describieron contajes para aerobios totales, mohos y

levaduras con valores de 4,7x106 UFC/g y 1,5x104 UFC/g, respectivamente para

LR entera. Estos valores son mayores a los registrados en la materia prima usada

en esta experimentación (Tabla 3.1). Por otro lado, estos investigadores

reportaron un contaje de 1,5x102 UFC/g para coliformes totales (p. 141), que es

menor al presentado por la materia prima de esta experimentación.

El contaje de aerobios totales y coliformes totales cumplieron con los

requerimientos de la legislación española (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p.

16), en donde se señala como requerimiento para vegetales frescos un contaje

máximo de aerobios totales de 105 UFC/g y el límite máximo permitido en el

contaje de coliformes es de 104 UFC/g (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 16).

Por otro lado, para el contaje de mohos y levaduras se especifica un límite

máximo de 104 UFC/g (Ragaert et al., 2011, p. 60) este valor es superior al

registrado en esta experimentación, por lo tanto el contaje microbiológico para

mohos y levaduras en la materia prima también se mantuvo dentro de los rangos

permitidos de crecimiento microbiano.


Los resultados obtenidos de la prueba descriptiva de escalas no estructuradas de

la materia prima realizada con 12 panelistas señalaron que, la LR presentó una

apariencia fresca, con calificación mayor a 7, también presentó un sabor intenso y

no se detectó presencia de sabores extraños.

Por otro lado, no se presentó una acidez intensa pues los valores registrados de

acidez fueron inferiores a 2. Las valoraciones obtenidas para cada atributo se

presentan en la Tabla 3.1.

47

3.2. EFECTO DE DOS SANITIZANTES NO CONVENCIONALES EN

LA CALIDAD DE LECHUGA var. ROMANA DE IV GAMA

En el primer ensayo, se emplearon: CSA y una mezcla de ácidos (ác. cítrico y ác.

ascórbico) como sanitizantes y agua destilada como tratamiento control (C). Las

concentraciones del CSA fueron: 200 ppm (CSA1) y 300 ppm (CSA2). Para la

mezcla de ácidos se empleó: 0,5 % cítrico y 0,5 % ascórbico (MZ1) y 1 % cítrico y

1 % ascórbico (MZ2).

Se determinó la pérdida de peso, el color, el pH y la AT, se realizó una evaluación

a la calidad visual, análisis sensoriales, análisis microbiológicos y se determinó la

concentración de CO2 en el interior de los empaques. Se realizaron 4 repeticiones

de cada análisis a la entrada y a las salidas 1 y 2, las muestras se mantuvieron a

4 ± 1 °C y 90 % de HR.

3.2.1. PÉRDIDA DE PESO

La pérdida de peso registrada en cada tratamiento sanitizante se observa en la

Figura 3.1. Ésta pudo ser consecuencia del aumento de la tasa de respiración por

el corte realizado en el procesamiento y por la transpiración. Según el análisis

estadístico, no existió diferencia significativa entre la pérdida de peso registrada

en cada tratamiento en las salidas 1 y 2.

Los valores obtenidos en esta experimentación para la pérdida de peso se

encontraron entre 1,1 % y 1,2 % en la salida 1 y entre 1,5 % y 1,6 % en la salida

2, respectivamente. Estos valores fueron menores a los obtenidos por Smeu y

Popa (2011), quienes obtuvieron una pérdida de peso de 24,93 % y 21,38 % para

LR de IV gama sin empacar, tratada con agua potable y agua clorada,

respectivamente, al segundo día de almacenamiento a 4 °C. En el tercer día de

almacenamiento se registró una pérdida de 35,11% y 27,12 % respectivamente

(p. 141).

48

Figura 3.1. Pérdida de peso registrada en la LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico

(MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % de HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes

presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA

Las pérdidas de peso registradas en esta experimentación, comparadas con las

obtenidas con Smeu y Popa (2011) señalan la importancia de usar empaques en

los productos mínimamente procesados para extender su vida útil.

3.2.2. EVALUACIÓN DE LA CALIDAD VISUAL DE LECHUGA VAR. ROMANA

DE IV GAMA

Se evaluó la calidad visual de 12 grupos de LR de IV gama por cada tratamiento

aplicado. Los atributos evaluados fueron: marchitez y presencia de patógenos en

una escala de valoración. Los índices de evaluación de la calidad visual obtenidos

para cada tratamiento y para cada atributo se muestran en la Tabla 3.2.

Las muestras de LR de IV gama sometidas a los tratamientos C, MZ2 y CSA2

presentaron menor marchitez, los valores que registraron en la escala de

valoración fueron los mayores, se encontraron entre 3,3 y 3,5, en la salida 1, en

comparación con el valor inicial igual a 5, se observa que existió un considerable

aumento de la marchitez en los primeros días de almacenamiento, esto pudo ser

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

1,2

1,4

1,6

1,8

5 10

Pér

did

a d

e p

eso

(%)

Tiempo de almacenamiento (días)

C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

a a a a

a

a a a a a

49

resultado de la manipulación y corte realizados a la hortaliza en la producción de

LR de IV gama.

Tabla 3.2. Índice de evaluación de la calidad visual de Lechuga (Lactuca sativa) var. romana de IV gama almacenada hasta los 10 días a 4 °C y 90 % HR.

Tratamiento

Atributo Día C MZ1 MZ2 CSA1 CSA2

Marchitez

Entrada 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a

Salida 1 3,3±0,5b 3,0±0,0a 3,3±0,5ab 3,1±0,3a 3,5±0,5b

Salida 2 2,4±0,5a 2,3±0,5a 2,5±0,5a 3,0±0,4b 3,0±0,0b

Presencia patógenos

Entrada 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a

Salida 1 4,7±0,5a 4,8±0,5a 4,8±0,4a 4,6±0,5a 5,0±0,0a

Salida 2 2,3±0,5a 2,5±0,5a 2,4±0,5a 2,3±0,5a 2,6±0,5a

Las letras diferentes indican las diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA. C: tratamiento control, MZ1: 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico, MZ2: 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico, CSA1: 200 ppm CSA, CSA2: 300 ppm CSA

x ± (n= 12)

Por otro lado, las muestras sometidas a los tratamientos CSA1 y CSA2,

presentaron menor marchitez y los valores registrados fueron iguales a 3, a

diferencia de los tratamientos C, MZ1 y MZ2 que presentaron valores entre 2,3 y

2,5, en la salida 2, lo que indica que el mayor aumento de la marchitez fue hasta

la salida 1.

En las muestras de todos los tratamientos no se registró presencia de patógenos

en la salida 1, a diferencia de lo observado en la salida 2, en donde se observó la

presencia de patógenos en todas las muestras, como manchas oscuras alrededor

de las nervaduras de las hojas de LR de IV gama.

Los valores de los índices de evaluación permitieron determinar la calidad visual

de la LR de IV gama sometida a los tratamientos C, MZ1, MZ2, CSA1 y CSA2, en

la entrada y en las salidas 1 y 2, la cual se muestra en la Tabla 3.3.

50

En general la calidad de la LR de IV gama de los tratamientos C y MZ1 no

presentó las características para su comercialización en la salida 1. A diferencia

de la LR de IV gama con los tratamientos MZ2, CSA1 y CSA2, que si presentó las

características para su comercialización. Por otro lado, en la salida 2, la LR de IV

gama de todos los tratamientos presentó deterioro y no fue apta para la

comercialización.

Tabla 3.3. Evaluación de la calidad visual para la LR de IV gama.

C: tratamiento control, MZ1: 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico, MZ2: 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico, CSA1: 200 ppm CSA, CSA2: 300 ppm CSA

I= 4 - 5, mantiene las características iniciales

II= 3 - 4, presenta deterioro pero es consumible

III=<3, no apto para comercialización

3.2.3. COLOR

El principal factor sensorial considerado por los consumidores y el limitante de la

vida poscosecha de los PCG es el color (León, Frezza, Chiesa, 2007, p.669).

El índice de color (ΔE) del haz y del envés de las muestras de LR de IV gama con

los tratamientos sanitizantes aplicados se encontró entre 2,86 y 5,67 para el haz,

entre 2,50 y 4,86 para el envés, en la salida 1, entre 2,97 y 6,73 para el haz, y

entre 4,30 y 6,52 para el envés en la salida 2.

Pace, Cardinali, D´Antuono, Serio y Cefola (2014), trabajaron con lechuga iceberg

troceada, que fue lavada con agua clorada (100 ppm), empacada en PEBD y

almacenada a 4°C hasta 16 días, el ΔE registrado a los 6 días fue de 6,50 y a los

10 días fue de 11,82, las variaciones de color que obtuvieron se debieron al

Tratamientos sanitizantes

Día C MZ1 MZ2 CSA1 CSA2

Entrada I I I I I

Salida 1 III III II II II

Salida 2 III III III III III

51

incremento de la actividad enzimática en la lechuga de IV gama como resultado

del corte efectuado en el procesamiento (pp. 21, 23).

Los valores de ΔE obtenidos en esta experimentación para el haz y el envés en

las salidas 1 y 2 son inferiores a los presentados por Pace et al., (2014) y

pudieron ser resultado de la manipulación y corte de la materia prima ya que no

se registró diferencia significativa del ΔE entre los tratamientos aplicados.

Por otro lado, los ΔE registrados en esta experimentación difieren de los valores

presentados por Martínez-Sánchez et al., (2011). Estos investigadores aplicaron

luz de alta intensidad en LR de IV gama para extender su vida útil y los valores de

ΔE obtenidos fueron 80 y 18 para un almacenamiento con luz y en oscuridad

respectivamente, las muestras se almacenaron a 4 °C por 3 días y a 7 °C por 7

días (p. 38). Estos valores son superiores a los registrados por los tratamientos

con sanitizantes químicos lo que sugiere que los tratamientos químicos no

modifican el color de los vegetales.

3.2.4. pH Y ACIDEZ TITULABLE

Los valores de pH que reportaron las muestras de LR de IV gama tratadas con los

sanitizantes alternativos en ésta experimentación se presenta en la Figuras 3.2.

El pH de la LR de IV gama se incrementó en el almacenamiento. El sanitizante

empleado y las concentraciones aplicadas influyeron en el valor del pH. Entre los

tratamientos aplicados se registraron diferencias estadísticamente significativas.

En la salida 1, el tratamiento C incrementó su valor de pH en alrededor de 4,73 %,

mientras que el tratamiento CSA2 registró el valor menor de pH. Por su parte el

tratamiento MZ2 presentó el valor de pH más alto igual a 6,77.

52

Figura 3.2. Valores de pH de LR de IV gama sumergida en sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico

(MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes

presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA

Escobar, Márquez, Restrepo y Pérez (2014) también señalaron incrementos de

los valores de pH en el almacenamiento de una mezcla de vegetales IV gama

(brócoli, zucchini, apio y zanahoria) sometidos a tratamiento térmico y con un

recubrimiento comestible. En la mezcla de vegetales almacenados a 4 °C y 95 %

de HR, el pH aumentó alrededor de 4 unidades a los 6 días de almacenada la

mezcla (p. 7241). En esta experimentación, los cambios de pH no fueron mayores

a la unidad, esto señala que el tratamiento térmico y la aplicación de

recubrimientos comestibles pueden causar mayores cambios de pH a diferencia

de los tratamientos químicos.

En la salida 2, el tratamiento MZ2 aumentó su valor de pH en alrededor de

8,93 %, y nuevamente registró el valor de pH más alto igual a 7,38. Por otro lado,

5,8

6,0

6,2

6,4

6,6

6,8

7,0

7,2

7,4

7,6

0 5 10

pH


C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

a a a a a

a a b bc c

bc cd d

a ab

53

el tratamiento CSA2 aumentó en alrededor de 8,50 % y fue el tratamiento que

registró el valor más bajo igual a 7,22. Los valores de pH mostraron un

incremento que pudo ser resultado del consumo de ácidos orgánicos propios del

vegetal (Escobar et al., 2014, p.7241).

Por otro lado, Alegria, Pinheiro, Gongalves, Fernandes, Moldäo y Abreu (2009)

señalan que las variaciones de pH pueden deberse al crecimiento microbiano,

estos investigadores trabajaron con zanahoria rallada (Daucus carota L. cv.

Nantes) almacenada por 10 días a 5 °C, sometida a tratamiento térmico (100 °C

por 45 s) y sumergida en agua clorada (200 ppm por 1 min a 5 °C), registraron un

aumento leve del pH a los 7 días de almacenamiento (p. 159).

En general los valores de pH que se presentaron en la salida 2 fueron mayores a

los que se presentaron en la salida 1.

Por otro lado, la AT se redujo para todos los tratamientos en las dos salidas como

se observa en la Figura 3.3. Los tratamientos sanitizantes no influyeron en el valor

de la AT hasta la salida 1 y los valores se encontraron entre 0,30 y 0,36 g de

ácido cítrico / g de LR de IV gama.

En la salida 2, se registraron diferencias estadísticamente significativas. El

tratamiento CSA2 registró la menor reducción igual a 17,4 % y el valor registrado

fue 0,30 g de ácido cítrico/g de LR de IV gama.

Los tratamientos que presentaron los valores más bajos de AT fueron MZ1 y

CSA1 con un valor de 0,22 y 0,23 g de ácido cítrico/g de LR de IV gama,

respectivamente en la salida 2. Lo obtenido en este ensayo coincide con lo

obtenido por Mattos, Moretti, Chitarra y Prado (2007), quienes registraron los

valores más bajos de AT en lechuga de cabeza var. veronica de IV gama al final

del almacenamiento a 5 °C. Esto se debió a que los ácidos orgánicos son

sustratos utilizados en la actividad respiratoria, por lo que un aumento de la

misma, incrementa su consumo (p. 506).

54

Figura 3.3. Valores de AT de LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. Para

cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada

después del ANOVA

3.2.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO DE LECHUGA VAR. ROMANA DE IV

GAMA

Los resultados de los análisis microbiológicos realizados a la LR de IV gama

sumergida en tratamientos sanitizantes no convencionales, almacenada a 4 °C y

90 % HR se presentan en la Figura 3.4.

Los contajes microbiológicos para aerobios totales, coliformes totales, mohos y

levaduras de todos los tratamientos se analizaron en base a los límites máximos

aceptables de la legislación española que son de 106 UFC/g para aerobios y

coliformes totales (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 16), y de 105 UFC/g para

mohos y levaduras (Ragaert et al., 2011, p.60).

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0 5 10

AT

(g

de

ácid

o cí

tric

o/10

0g le

chu

ga)


C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

a a a a a

a a a

a a

a a

ab a

b

55

Los tratamientos aplicados a la LR de IV gama fueron efectivos para reducir la

carga microbiana de aerobios totales, coliformes totales, mohos y levaduras.

El tratamiento C presentó una reducción considerable en el contaje de aerobios y

coliformes totales, sin embargo en el contaje de mohos y levaduras no se

presentó ninguna reducción en la salida 1. En este tratamiento todos los contajes

aumentaron en la salida 2.

El tratamiento con CSA en las dos concentraciones (200 y 300 ppm) demostró

tener una actividad sanitizante efectiva para reducir el contaje de coliformes

totales ya que en la salida 1, el tratamiento CSA2 registró la mayor reducción

igual a 8,5x103 UFC/g. En la salida 2, los contajes de coliformes totales de los

tratamientos CSA1 y CSA2 fueron los menores iguales a 1,5x104 y 5x103 UFC/g,

respectivamente y se mantuvieron dentro del límite aceptable para la

comercialización.

En el contaje de coliformes, las concentraciones aplicadas de CSA mostraron una

relación inversa, a mayor concentración de CSA, menor contaje microbiológico.

Por otro lado el CSA presentó efectividad para prevenir el crecimiento de aerobios

totales. En la salida 1, el contaje de aerobios totales de los tratamientos MZ2 y

CSA2 fue el más bajo, igual a 103 UFC/g y en la salida 2 el contaje del tratamiento

CSA1 fue el menor registrado igual a 1,60x104 UFC/g.

El tratamiento de LR de IV gama con la mezcla de ácidos cítrico y ascórbico en

las dos concentraciones (0,5 y 1 %) registró una efectividad menor a la

presentada por los dos tratamientos con CSA en el contaje de coliformes totales

en la salida 2. Por otro lado, los dos sanitizantes presentaron efectividad similar al

trabajar con las concentraciones altas (300 ppm CSA y 1 % ac. cítrico y 1 % ac.

ascórbico) para el contaje de aerobios totales en la salida 1.

Los contajes de aerobios totales registrados en los tratamientos MZ1 y MZ2 en la

salida 1 fueron de 104 UFC/g y 103 UFC/g y en la salida 2 fueron de 5,8x104 y

4,40x104 UFC/g, respectivamente. Estos resultados coinciden con lo presentado

56

Figura 3.4. Resultados del contaje microbiológico de aerobios totales (A), coliformes totales (B) y mohos y levaduras (C) en LR de IV sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác. cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200

ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR.

0E+0

2E+4

4E+4

6E+4

8E+4

0 5 10

Aer

obio

s to

tale

s (U

FC

/g)


C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

A

0E+0

2E+4

4E+4

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0 5 10

Col

ifor

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tot

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(U

FC

/g)


C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

B

0E+0

2E+4

4E+4

6E+4

8E+4

0 5 10

Moh

os y

leva

du

ras

(UF

C/g

)


C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

C

57

por Toledo (2009), quien aplicó 1 % de ácido cítrico y 1 % de ácido ascórbico en

tres variedades de lechuga y las almacenó a 4 °C y 85 % HR por 7 días. En estas

condiciones el contaje de aerobios totales fue de 3,7x104 UFC/g en lechuga var.

escarola, 0,8x104 UFC/g en lechuga var. cos o romana y 8.104 UFC/g en lechuga

var. milanesa (p. 16).

Los tratamientos con CSA mostraron efectividad para la reducción de mohos y

levaduras. La LR de IV gama con CSA2 registró el menor contaje en la salida 1,

mientras que la muestra con CSA1 registró el menor contaje en la salida 2.

En general, los resultados de los contajes microbiológicos para aerobios,

coliformes totales, mohos y levaduras, se encuentran dentro de los límites

aceptables establecidos por la legislación española (Moragas y De Pablo Busto,

2013, p.16) para aerobios totales y coliformes totales y, los establecidos por

Ragaert et al., (2011) para mohos y levaduras (p.60).

La presencia de microorganismos como mohos, levaduras y aerobios totales

puede provocar la degradación comercial de los productos. Los resultados

obtenidos de los análisis microbiológicos coinciden con los resultados de la

evaluación de la calidad visual. En donde los tratamientos C, MZ1 y MZ2

presentaron mayor deterioro en la salida 2.

3.2.6. ANALISIS SENSORIAL DE LECHUGA VAR. ROMANA DE IV GAMA

El análisis sensorial se realizó con 12 panelistas semi entrenados en la entrada y

en las salidas 1 y 2. Consistió en una prueba descriptiva de escalas no

estructuradas en donde se evaluaron los parámetros: apariencia, acidez, sabor y

presencia de sabores extraños. Los resultados obtenidos se presentan en la

Tabla 3.4.

Los tratamientos sanitizantes no convencionales aplicados afectaron

significativamente la aBpariencia de la LR de IV gama en la salida 2. Las

58

muestras con CSA1 y CSA2 presentaron calificaciones superiores a 6,5 y fueron

las mejores a lo largo del almacenamiento. En la salida 2, los tratamientos MZ1 y

MZ2 registraron calificaciones iguales a 3,21 y 3,54, respectivamente. El

tratamiento control se mantuvo en una valoración cercana a 5 en las salidas 1 y 2.

Estos resultados coinciden con los resultados del análisis de la evaluación de la

calidad visual y el análisis microbiológico en donde los tratamientos con CSA

presentaron menor marchitez y menores contajes microbiológicos.

Las calificaciones registradas para el parámetro acidez no presentaron diferencias

significativas. Las calificaciones fueron menores a 3 en la salida 1 y menores a 2

en la salida 2, por lo tanto la LR de IV gama presentó baja acidez durante el

ensayo.

En esta experimentación, la acidez registrada por los panelistas fue baja, mientras

que los valores de pH fueron cercanos a la neutralidad, esto se explica ya que el

pH no es la única característica que ayuda a la predicción del sabor, la

característica que predice de mejor manera el sabor es la AT (Sandler y Murphy,

2010, p. 221), lo cual coincide con los resultados obtenidos.

En la evaluación del parámetro sabor, no se presentaron diferencias significativas

entre los tratamientos sanitizantes aplicados, en la salida 1. Las calificaciones

asignadas para este parámetro se mantuvieron entre 4,8 y 6,4, lo cual señala que

la LR de IV gama con los tratamientos alternativos no perdió su sabor

característico en la salida 1.

Por otro lado, los tratamientos aplicados afectaron significativamente el sabor de

LR de IV gama en la salida 2. Los tratamientos C, MZ1 y CSA2 presentaron

diferencias significativas, los valores registrados para estos tratamientos fueron de

2,5, 3,7 y 5 respectivamente. Con la aplicación de los tratamientos C y MZ1 el

sabor de la LR de IV gama se registró como insípido en la salida 2.

La aplicación de tratamientos sanitizantes alternativos en LR de IV gama no

provocó la presencia de sabores extraños en el producto final. No se registraron

59

Tab

la 3

.4. R

esul

tado

s de

l aná

lisi

s se

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e IV

gam

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Sal

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1 S

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Sal

ida

2

C

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1,1a

5,5±

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5,

0±1,

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2,3±

2,4a

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2,4a

1,7±

1,2ab

6,

7±2,

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1±2,

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5a 1,

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0a 2,

7±2,

3a

MZ

1 8,

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1a 5,

0±2,

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3,2±

1,4a

2,3±

2,4a

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2,0a

2,9±

2,6b

6,7±

2,4a

5,4±

2,5a

3,7±

2,0a

2,4±

2,5a

2,9±

2,7ab

3,

1±2,

9a

MZ

2 8,

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1a 4,

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2ab

2,3±

2,4a

2,6±

1,6a

1,3±

1,2a

6,7±

2,4a

4,8±

2,2a

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2,5a

2,4±

2,5a

4,1±

2,5b

2,5±

2,5a

CS

A1

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1,1a

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1,5ab

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7±2,

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1,3a

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2,2ª

2,

4±2,

5a 2,

9±1,

9ab

2,3±

2,4a

CS

A2

8,2±

1,1a

6,7±

2,7b

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2,5c

2,3±

2,4a

2,6±

3,2a

1,7±

1,6ab

6,

7±2,

4a 6,

4±2,

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0±2,

5a 2,

4±2,

5a 2,

0±2,

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1±2,

3a

Las

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ras

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0,5

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2: 1

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c. c

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co +

1 %

ác.

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co, C

SA

1: 2

00 p

pm C

SA

, CS

A2:

300

ppm

CS

A

x ±

(n

= 1

2)

60

diferencias significativas entre los tratamientos sanitizantes aplicados para el

parámetro sabores extraños. En su mayoría las evaluaciones de los panelistas

reportaron valores menores que 3 en la salida 1, lo que indica ausencia de

sabores extraños. De manera similar se registraron bajas calificaciones para la LR

de IV gama en la salida 2.

3.2.7. CONCENTRACIÓN DE CO2 EN EL INTERIOR DE LOS EMPAQUES

Las muestras empleadas en esta experimentación se encontraron en atmósfera

modificada pasiva, que es creada por la respiración del producto y la

permeabilidad de los empaques (Kader, 2002a, p. 142).

Las concentraciones de CO2 en el interior de los empaques de PP con LR de IV

gama sumergida en sanitizantes no convencionales, se presentan en la Figura

3.5.

Figura 3.5. Concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 0,5 % ác. cítrico + 0,5 % ác. ascórbico (MZ1), 1 % ác.

cítrico + 1 % ác. ascórbico (MZ2), 200 ppm CSA (CSA1) y 300 ppm CSA (CSA2), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR.

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10

Con

cent

raci

ónn

de C

O2

(%

)


C

MZ1

MZ2

CSA1

CSA2

61

Los tratamientos sanitizantes aplicados en la LR de IV gama influyeron en la

concentración de CO2 en el interior de los empaques.

En las bolsas con LR de IV gama con los tratamientos MZ2 y MZ1 se registraron

las concentraciones más altas iguales a 7,92 y 7,88 % respectivamente, mientras

que los tratamientos C, CSA1 y CSA2 presentaron concentraciones similares

entre 5,5 y 6 %, en la salida 1.

Las bolsas de los tratamientos MZ1, MZ2 y CSA2 registraron reducciones de

20, 9,8 y 14,2 % respectivamente, en la salida 2. Sin embargo, la concentración

de CO2 registrada por las bolsas del tratamiento MZ2, continuó siendo la más alta

igual a 7,1 %.

Los datos registrados en esta experimentación coinciden con lo presentado por

Toledo (2009), quien obtuvo una disminución de la concentración de CO2 en el

interior de los empaques de lechuga var. milanesa tratada con 1 % de ác.

ascórbico + 1 % ác cítrico, almacenada a 4 °C y 85 % HR por 7 días, el valor

obtenido al final del almacenamiento fue igual a 7,29 % y fue el más alto en esa

experimentación (p.12). Esto pudo ser debido al crecimiento microbiano y por el

deterioro del producto a lo largo del almacenamiento.

Por otro lado, los tratamientos C y CSA1 reportaron incrementos de 16,6 % y

14,2 % respectivamente, en la salida 2.

En general las concentraciones de CO2 se mantuvieron entre 5,59 % y 7,92 %, en

la salida 1 y entre 4,96 % y 7,14 %, en la salida 2. Las concentraciones obtenidas

se encuentran dentro del rango recomendado por Farber, et al., (2003) para la

composición atmosférica de LR de IV gama, que es de 5 a 10 % de CO2 (p. 146).

Sin embargo en los tratamientos MZ1 y MZ2, se observó pardeamiento en la

nervadura central en la salida 1, debido a las concentraciones registradas.

62

3.3. EFECTO DE LA APLICACIÓN DE HIPOCLORITO DE SODIO Y

UN SANITIZANTE NO CONVENCIONAL EN LA CALIDAD DE

LECHUGA DE HOJA DE IV GAMA EMPACADA CON DOS

TIPOS DE EMPAQUE

El NaClO es un sanitizante efectivo y de bajo costo, es el más empleado en la

industria en la elaboración de productos IV gama. Se lo aplica en la etapa de

lavado y desinfección para reducir la carga microbiana de los productos. Sin

embargo, su capacidad para producir residuos tóxicos para el ser humano como

trihalometanos y cloraminas hace necesaria la búsqueda de sanitizantes

alternativos que permitan su reemplazo.

En este estudio del efecto de la aplicación de NaClO y un sanitizante no

convencional en la calidad de lechuga de hoja de IV gama empacada con dos

tipos de empaque, los tratamientos fueron: 300 ppm de CSA y PP como material

de empaque (AP), 300 ppm de CSA y PEBD como material de empaque (AE),

150 ppm de NaClO y PP como material de empaque (HP), 150 ppm de NaClO y

PEBD como material de empaque (HE), agua destilada como tratamiento control y

PP como material de empaque (CP) y tratamiento control con PEBD como

material de empaque (CE).

Se realizaron análisis físicos (pérdida de peso y color) y químicos (pH y AT).

Adicionalmente se realizó una evaluación de la calidad visual, análisis

microbiológicos, análisis sensorial y se determinó la concentración de CO2 en el

interior de los empaques. Se realizaron 4 repeticiones por análisis, en la entrada y

en las salidas 1 y 2. Las muestras se mantuvieron a 4 ± 1 °C y 90 % de HR.

3.3.1. PÉRDIDA DE PESO

La pérdida de peso registrada en las salidas 1 y 2 se muestra en la Figura 3.6. El

empaque usado influyó significativamente en la pérdida de peso, a diferencia de

63

los tratamientos aplicados, en los cuales no se registraron diferencias

significativas en la pérdida de peso, en la salida 1.

Figura 3.6. Pérdida de peso registrada en LR de IV gama sumergida en tratamientos sanitizantes C: agua destilada, H: 150 ppm NaClO, A: 300 ppm CSA, empacada con

P: polipropileno, E: polietileno de baja densidad y almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 % HR. Para cada día, las columnas de cada tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada

después del ANOVA

Los tratamientos CE, HE y AE presentaron los mayores valores de pérdidas de

peso, iguales a 2,27, 3,82 y 2,67 %, respectivamente, mientras que el tratamiento

que presentó la pérdida de pesó más baja fue el HP en la salida 1. Las pérdidas

de peso disminuyeron en todos los tratamientos aplicados, en la salida 2. En esta

experimentación, se observó que la pérdida de peso en los primeros días fue

superior a la registrada al final del almacenamiento. Lo cual coincide con lo

presentado por Agüero et al., (2011), quienes trabajaron con lechuga mantecosa

cv. Lores, empacada en PEBD, almacenada hasta 20 días a 1 ± 1 °C con 95 a 98

% de HR. Estos investigadores registraron pérdidas de peso altas a los 5 días de

almacenamiento y al final del almacenamiento registraron pérdidas bajas (p.126).

Esto pudo haber sido resultado de la manipulación y los cortes realizados en el

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

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4,5

5 10

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HE

AP

AE

b

b

a

c

a

b

a a a a a

b

64

procesamiento, que pudieron acelerar la transpiración y provocar la pérdida de

peso alta al inicio del almacenamiento.

La interacción del empaque y los sanitizantes en la pérdida de peso se presenta

en la Figura 3.7. En donde se observa que la LR empacada con PEBD presentó

altas pérdidas de peso independientemente del sanitizante aplicado, mientras que

el uso de PP en tratamientos con CSA y NaClO presentó bajas pérdidas de peso

en la salida 1.

Figura 3.7. Gráficos de interacciones e intervalos LSD de las variables: sanitizante (A) y empaque (B), para la pérdida de peso en la LR de IV gama a los 5 días de almacenamiento

Las diferencias de pérdidas de peso registradas pudieron deberse a la diferencia

de permeabilidad entre los empaques usados, el PEBD presentó una

permeabilidad alta comparada con la permeabilidad del PP (Welti-Chanes et al.,

2005, p.17).

En la salida 2, la pérdida de peso se redujo drásticamente en todos los

tratamientos y se registraron diferencias estadísticamente significativas entre los

tratamientos sanitizantes y también entre el tipo de empaque usado. Los

tratamientos con mayor reducción fueron el CE y el HE en 93,37 y en 97,96 %

respectivamente, mientras que el tratamiento AE presentó la mayor pérdida de

peso igual a 0,98%, en la salida 2 como se observó en la Figura 3.6. La reducción

EmpaquePPPEBD

Sanitizante

0

1

2

3

4

5

Pér

dida

de

peso

(%

)

CSA Control NaClO

SanitizanteCSAControlNaClO

Empaque

0

1

2

3

4

5

Pér

dida

de

peso

(%

)

PP PEBD

A B

65

de la pérdida de peso registrada en la salida 2 se debe a que el vegetal en el

almacenamiento continúa respirando y transpirando, después de varios días de

almacenamiento la tasa de respiración y la transpiración se redujeron.

En la salida 2 la LR de IV gama tratada con CSA y empacada en PEBD presentó

la mayor pérdida de peso, mientras que el tratamiento con NaClO con el mismo

empaque presentó la menor pérdida de peso.

3.3.2. EVALUACIÓN DEL ÍNDICE DE LA CALIDAD VISUAL

La valoración obtenida en la evaluación del índice de la calidad visual de la LR de

IV gama se presenta en la Tabla 3.5.

El tratamiento que presentó menor marchitez fue el AP con valoración más alta

igual a 4, en la salida 1, mientras que los tratamientos con NaClO (HE y HP)

presentaron marchitez moderada, que pudo ser resultado del tiempo de inmersión

del tratamiento.

En la salida 2, el tratamiento AP presentó la menor marchitez con un valor de

3,33, que según la escala de valoración para la calidad visual (Tabla AIII.1),

califica como una marchitez de discreta a moderada. Mientras que los

tratamientos CP, HE y AE, presentaron menor marchitez, considerada como

severa, con valoraciones de 2,50, 2,33 y 2,25 respectivamente.

Los tratamientos HP, AE y AP presentaron los valores mayores para la presencia

de patógenos iguales a 3,50, 3,75 y 3,83, respectivamente, en la salida 1. Lo que

indica que la presencia de patógenos en las muestras fue baja de 10 a 30 %

según la escala de valoración.

En la salida 2, los tratamientos AE y AP registraron los valores más altos para

presencia de patógenos iguales a 3,83 y 3,50, respectivamente, a diferencia de

los tratamientos CP, CE, HE y HP que registraron presencia de patógenos en la

LR de IV gama entre 30 a 60 % según la escala de valoración.

66

Tabla 3.5. Índice de evaluación de la calidad visual de Lechuga (Lactuca sativa L) var. romana de IV gama almacenada hasta los 10 días a 4 °C y 90 % HR.

Tratamiento

Atributo Día CE CP HE HP AE AP

Marchitez

Entrada 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a

Salida 1 3,5±0,5c 2,92±0,5b 2,3±0,5a 3,2±0,4bc 3,0±0,4b 4,0±0,4d

Salida 2 3,2±0,7b 2,5±0,5ª 2,3±0,5ª 3,0±0,4b 2,3±0,5ª 3,3±0,7b

Presencia de

patógenos

Entrada 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a 5,0±0,0a

Salida 1 2,9±0,5ª 3,0±0,0a 3,1±0,3ª 3,5±0,5b 3,8±0,5bc 3,8±0,4c

Salida 2 2,7±0,5ª 3,0±0,0b 3,0±0,7b 2,9±0,3ab 3,8±0,4d 3,5±0,5c

Las letras diferentes indican las diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA. C: agua destilada, H: 150 ppm NaClO, A: 300 ppm CSA, E: polietileno de baja densidad, P: polipropileno

± (n= 12)

El índice de la calidad visual se presenta en la Tabla 3.6. En donde se observa

que los tratamientos HP, AE y AP presentaron deterioro. Sin embargo estos

productos son consumibles hasta los 5 días de almacenamiento. Mientras que en

la salida 2 ningún tratamiento presentó las características para la

comercialización.

Tabla 3.6. Índice de la calidad visual de la LR de IV gama hasta los 10 días de almacenamiento a 4 ± 1 °C y 90 % HR.

Tratamiento

Día CE CP HE HP AE AP

Entrada I I I I I I

Salida 1 III III III II II II

Salida 2 III III III III III III

C: agua destilada, H: 150 ppm NaClO, A: 300 ppm CSA, E: PEBD, P: PP

I= 4 - 5, mantiene las características iniciales

II= 3 - 4, presenta deterioro pero es consumible

III=<3, no apto para comercialización

Los resultados obtenidos en este análisis mostraron que el tiempo de vida útil de

la LR de IV gama con los tratamientos aplicados fue solo de 5 días. Lo cual difiere

de lo obtenido por Biazotto et al., (2013), quienes reportaron un tiempo de vida útil

67

largo de 12 días a 2 °C para LCG con la aplicación de 150 ppm de NaClO con 15

min de inmersión (HE) (p. 65). Esto pudo ser debido a la variedad de lechuga

empleada en cada experimentación y por la temperatura de almacenamiento. Por

otro lado, el tiempo de vida útil para LCG recomendada por Allende et al., (2004),

es de 7 días a 5 °C (p. 109), el cual también difiere de lo obtenido en esta

experimentación.

3.3.3. COLOR

El índice de color (ΔE) registrado en el haz y en el envés de la LR de IV gama

sumergida en tratamientos sanitizantes y empacada con PP y PEBD, se

encontraron entre 3,32 y 9,86 en el haz, entre 5,98 y 8,58 en el envés en la salida

1 y entre 5,02 y 7,38 en el haz, entre 4,15 y 9,16 en el envés en la salida 2. No se

presentaron diferencias significativas entre los tratamientos, debido a que en el

procesamiento no se separaron las hojas según el área foliar (hoja totalmente

expandida, medianamente expandida y no expandida), ni según la zona de la hoja

(superior, media y basal), para su posterior empaque. Esto no permitió observar

las diferencias significativas que podrían haberse presentado en este ensayo.

León et al., (2007) trabajaron con lechuga mantecosa cv. Lores de IV gama, para

la medición de color clasificaron las hojas según el área foliar y después del corte

según la zona de la hoja. Estos investigadores reportaron que el troceado de las

hojas afectó significativamente el color, reflejado en el aumento del color verde

durante el almacenamiento y, la inmersión en Cl2Ca disminuyó la cromaticidad L*

(p.669).

Los valores obtenidos en esta experimentación difieren de los obtenidos por Pace

et al., (2014), en lechuga iceberg troceada, que fue lavada con agua clorada (100

ppm), empacada en PEBD, que a los 10 días de almacenamiento presentó

valores del ΔE cercamos a 11,82, las variaciones de color que obtuvieron se

debieron al incremento de la actividad enzimática en la lechuga de IV gama como

resultado del corte efectuado en el procesamiento (pp. 21, 23). En este ensayo, el

tratamiento con NaClO y PEBD (CE) presentó valores de 7,17 y 9,16 para el haz y

68

el envés, respectivamente en la salida 2, estos valores son inferiores a los

presentados por Pace et al., (2014), esto pudo deberse a la variedad de la

hortaliza y la concentración del NaClO con la que se trabajó en esta

experimentación.

Los tratamientos aplicados en LR de IV gama y el tipo de empaque usado no

afectaron el ΔE en el haz y en el envés de las hojas en las salidas 1 y 2.

La mayor reducción del ΔE en la salida 2 se registró en los tratamientos CP y AP,

las reducciones fueron de 53,87 y 26,14 % en el envés, respectivamente. Las

reducciones de color registradas pueden ser el resultado de la disminución de la

concentración de clorofila en las hojas a lo largo del almacenamiento (León et al.,

2007, p. 669).

Por otro lado, los tratamientos que registraron incrementos del ΔE en la salida 2,

fueron: el AE en el haz de las hojas, y CE y HP en el haz y en el envés.

Lo registrado en esta experimentación difiere de lo presentado por Mattos et al.,

(2007) quienes reportaron la influencia del empaque en el color de la lechuga de

cabeza var. verónica, almacenada a 5 °C por 14 días. A los 8 días de

almacenamiento observaron que las muestras empacadas en PEBD presentaron

mayor brillo que las empacadas en PP (p. 506). La disminución de cromaticidades

puede deberse al contacto entre enzimas y sustratos como resultado del estrés

mecánico sufrido por los tejidos, de tal forma que se produce el pardeamiento,

además puede estar relacionado con la degradación de la vitamina C (Mattos et

al., 2007,p. 506).

3.3.4. pH Y ACIDEZ TITULABLE

El pH de la LR de IV gama empacada en PP y PEBD almacenada hasta 10 días a

4 °C y 90 % HR, se presentan en la Figura 3.8.

Los valores más altos de pH se registraron en los tratamientos HP y HE y fueron

iguales a 6,53 y 6,55 respectivamente, en la salida 1 y son similares al valor

69

Figura 3.8. Valores de pH obtenidos en la LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 150 ppm NaClO (H), 300 ppm CSA (A), empacada en PEBD (E) y PP (P), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 %HR. Para cada día, las columnas de cada

tratamiento que tienen letras diferentes presentan diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA

registrado por la materia prima que fue 6,42. Por otro lado, los tratamientos CP,

CE y AE presentaron disminuciones de pH y presentaron valores de 6,39, 6,26 y

6,25, respectivamente, las reducciones registradas fueron menores que la unidad

y pudieron ser debido al crecimiento microbiano de bacterias ácido lácticas, que

también se refleja en el leve aumento de la acidez (Alegria, et al., 2009, p. 159) en

la LR de IV gama como se detalla en los acápites 3.3.5. y 3.3.6.

En la salida 2 los tratamientos HP y AP presentaron los valores más altos iguales

a 6,46 y 6,45, respectivamente.

Los tratamientos aplicados y los empaques usados, influyeron significativamente

en el pH de la LR de IV gama.

La Figura 3.9 muestra los gráficos de interacción entre las variables sanitizante y

empaque para el pH de la LR de IV gama en la salida 1. En donde se observa que

independientemente del sanitizante aplicado, los valores de pH son altos cuando

se emplea PP como material de empaque.

6,0

6,1

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

6,7

6,8

6,9

7,0

0 5 10

pH


CP

CE

HP

HE

AP

AE

a a a a a a b

a

c c

b

a

b a

c

a

c

a

70

De igual forma, los valores de pH son altos para los tratamientos en donde se

empleó NaClO como sanitizante, en la salida 1.

Figura 3.9. Gráficos de interacción de las variables sanitizante (A) y empaque (B) para el pH de la LR de IV gama en la salida 1

En la Figura 3.10 se muestran los gráficos de interacción de las variables

sanitizante y empaque en la LR de IV gama en la salida 2. El tratamiento con

NaClO y PP presentó los valores de pH más altos, sin embargo cuando se

empleó el mismo sanitizante con PEBD el pH registrado fue el más bajo. El

tratamiento C y en el que se aplicó CSA presentaron valores de pH similares al

emplear PEBD como material de empaque, pero el pH del tratamiento con CSA

aumentó al usar PP como empaque. Lo que muestra la influencia del tipo de

empaque en el pH en la salida 2. Esto pudo ser el resultado de la atmósfera

modificada creada por la permeabilidad del PP que reguló la actividad metabólica

en función de la respiración de la LR de IV gama (García y Barrett, 2004, p. 66).

El PP que presenta una permeabilidad baja, pudo reducir la actividad metabólica

de la LR de IV gama y como resultado se observaron valores de pH altos,

mientras que con el PEBD sucede lo contrario, la actividad metabólica es alta

debido a su alta permeabilidad (Welti-Chanes et al., 2005, p. 17).

Las variaciones de pH se encuentran relacionadas con los valores de AT

registrados en la LR de IV gama empacada en PP y PEBD a 4 °C y 90 % de HR.

Sanitizantes

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

pH

NaClO CSA Control

EmpaquesPEBDPP

SanitizantesNaClOCSAControl

Empaques

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

pH

PEBD PP

A B

71

Figura 3.10. Gráficos de interacción de las variables sanitizante (A) y empaque (B) para el pH de la LR de IV gama en la salida 2

En general la AT presentó valores altos en los tratamientos que registraron

valores de pH bajos. Los resultados de AT para cada tratamiento se presentan en

la Tabla 3.7.

Los tratamientos sanitizantes y los empaques empleados no afectaron la AT de la

LR de IV gama en las salidas 1 y 2. Los valores de AT registrados se encontraron

entre 0,47 y 0,52 g ácidos cítrico/g LR de IV gama en la salida 1. En la salida 2, se

presentó un incremento ya que los valores se encontraron entre 0,53 y 0,55 g

ácido cítrico/g LR de IV gama.

Tabla 3.7. Acidez titulable de la LR de IV gama almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 %HR en g ácido cítrico/g lechuga de IV gama

Tratamientos

Día CP CE HP HE AP AE

Entrada 0,50±0,00a 0,50±0,00a 0,50±0,00a 0,50±0,00a 0,50±0,00a 0,50±0,00a

Salida 1 0,50±0,00a 0,50±0,07a 0,48±0,04a 0,47±0,06ª 0,52±0,04ª 0,50±0,00a

Salida 2 0,53±0,06ª 0,53±0,06ª 0,55±0,06ª 0,55±0,06ª 0,55±0,06ª 0,55±0,06ª

Las letras diferentes indican las diferencias estadísticamente significativas por la prueba de Fisher (LSD) (p<0,05) aplicada después del ANOVA. C: agua destilada, H: 150 ppm NaClO, A: 300 ppm CSA, E: PEBD y P: PP

EmpaquesPEBDPP

Sanitizantes

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

pH

NaClO CSA Control

Empaques

6,2

6,3

6,4

6,5

6,6

pH

PEBD PP

SanitizantesNaClOCSAControl

A B

72

Mattos et al., (2007), registraron reducciones e incrementos de la AT a lo largo del

almacenamiento de lechuga de IV gama. Estos autores trabajaron con PP y

PEBD como materiales de empaque y el almacenamiento fue a 5 °C por 14 días.

La AT registró valores similares a los 5 días de almacenamiento para los dos tipos

de empaque y se redujo hasta los 10 días de almacenamiento y finalmente se

registraron incrementos que el día 14 alcanzaron valores cercanos a 2 (meq ác.

cítrico /kg) (p. 505). Estos resultados coinciden con las variaciones de AT que se

registraron en esta experimentación en la salida 1, en donde no se presentaron

diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos y al final del

tratamiento se presentaron incrementos de AT hasta valores de 0,55 g ácidos

cítrico/g LR de IV gama.

3.3.5. ANÁLISIS MICROBIOLÓGICO

Los resultados de los análisis microbiológicos (coliformes totales, aerobios totales,

mohos y levaduras) realizados a la LR de IV gama sumergida en agua destilada,

NaClO y CSA, empacada con dos tipos de empaque, se presentan en la Figura

3.11.

Los contajes microbiológicos para aerobios totales, coliformes totales, mohos y

levaduras de todos los tratamientos se encontraron dentro de los límites máximos

aceptables para el consumo según la legislación española que son de 106 UFC/g

para aerobios y coliformes totales (Moragas y De Pablo Busto, 2013, p. 16), y el

establecido por Ragaert et al., (2011) de 105 UFC/g para mohos y levaduras

(p.60).

Los tratamientos con NaClO y CSA (HP, HE, AE y AP) registraron los contajes

más bajos para aerobios totales en la salida 1, a diferencia de los tratamientos

control CE y CP los cuales registraron contajes de 4,9x104 UFC/g y 4,2x104

UFC/g, respectivamente. En la salida 2, los contajes de los tratamientos HE y AE

presentaron los menores incrementos en 1,2x104 UFC/g y en 1,33x103 UFC/g,

respectivamente. Mientras los tratamientos CE y CP continuaron presentando los

73

Figura 3.11. Contaje microbiológico de aerobios totales (X), coliformes totales (Y) y mohos y levaduras (Z) en LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 150 ppm

NaClO (H), 300 ppm CSA (A), empacada en PEBD (E) y PP (P), almacenada a 4 ± 1 °C y 90 % HR.

0E+0

2E+4

4E+4

6E+4

8E+4

1E+5

0 5 10

Aer

obio

s to

tale

s (U

FC

/g)


CE

CP

HE

HP

AE

AP

X

0E+0

2E+4

4E+4

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1E+5

0 5 10

Col

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mes

tot

ales

(U

FC

/g)


CE

CP

HE

HP

AE

AP

Y

0E+0

2E+4

4E+4

6E+4

8E+4

1E+5

0 5 10

Moh

os y

leva

du

ras

(UF

C/g

)


CE

CP

HE

HP

AE

AP

Z

74

mayores contajes iguales a 8,7x104 y 1,1x105 UFC/g. El tratamiento con NaClO

fue efectivo para disminuir el contaje microbiológico de aerobios totales y

coliformes totales de la LR de IV gama. El tratamiento HP, presentó una reducción

de 2,9x104 UFC/g en el contaje de aerobios totales en la salida 1, esta reducción

es mayor a la presentada por Allende et al., (2004), quienes registraron una

reducción de 103 UFC/g en LCG, tratada con 180 ppm de NaClO por 1 min,

empacada en PP y almacenada a 5 °C por 7 días (p.113). Además, registraron

una reducción de 102 UFC/g para coliformes totales, que es menor a la reducción

obtenida por el tratamiento HP en esta experimentación, que fue de 1,7x104

UFC/g en la salida 2. Por otro lado, no se registraron reducciones en el contaje de

mohos y levaduras en el tratamiento HE en la salida 1. En la salida 2, el

tratamiento HP presentó una reducción de 7,75x103 UFC/g.

Luna et al., (2013), trabajó con LR de IV gama lavada con 100 ppm de NaClO por

30 s y empacada en bolsas de PP, registró contajes microbiológicos para

coliformes totales entre 1x103 y 7,9x103 UFC/g a los 10 días de almacenamiento,

estos datos son menores a los registrados por el tratamiento HP en esta

experimentación.

Los tratamientos con CSA presentaron reducciones en el contaje microbiológico

de aerobios totales y coliformes totales. Las reducciones de los tratamientos AE y

AP para aerobios totales fueron de 1,02x104 y 9,67x103 UFC/g, respectivamente

en la salida 1, sin embargo, su efectividad no se mantuvo hasta el final del

almacenamiento en ambos tratamientos ya que presentaron contajes altos iguales

a 2x103 y 1,3x103 UFC/g, respectivamente. Por otro lado, las reducciones para

coliformes totales fueron de 6,10x104 y 1,17x104 UFC/g, respectivamente en la

salida 2. El tratamiento AE presentó una reducción de 1x103 UFC/g en el contaje

de mohos y levaduras, a diferencia del tratamiento AP que presentó un

incremento de 4,17x103 UFC/g en la salida 1, ambos tratamientos presentaron

incrementos en el contaje de mohos y levaduras en la salida 2. Por lo tanto, la

efectividad del CSA para reducir el contaje de mohos y levaduras es baja, ya que

solo se visualizó en la salida 1, sin embargo los contajes se mantuvieron dentro

de los límites máximos permitidos.

75

La aplicación de agua destilada en la LR de IV gama solo permitió la reducción en

el contaje de coliformes totales, no fue efectiva para reducir el contaje de mohos y

levaduras ni de aerobios totales. Los tratamientos CE y CP registraron

reducciones de 4,3x104 y 5,6x104 UFC/g, respectivamente.

Los dos tipos de empaques usados presentaron una relación en el contaje de

aerobios totales y coliformes totales. Las muestras empacadas con PP (CP, HP y

AP) presentaron los contajes de aerobios totales más bajos en la salida 1 y en la

salida 2, fueron los más altos. Por otro lado, los contajes de coliformes totales

fueron los más altos en la salida 1 y en la salida 2, los tratamientos CP y AP

registraron los contajes más bajos. En el contaje de mohos y levaduras no se

presentó ninguna relación entre el tipo de empaque empleado y los contajes

registrados en el almacenamiento.


Los resultados del análisis sensorial realizado en la entrada y las salidas 1 y 2,

donde se evaluó la apariencia, la acidez, el sabor y la presencia de sabores

extraños se muestran en la Tabla 3.8.

Los tratamientos aplicados y los tipos de empaque usados no influyeron en la

apariencia de la LR de IV gama en todo el almacenamiento. En la salida 1, las

evaluaciones registraron valores de entre 5,35 y 7,2. Por otro lado, en la salida 2,

los valores registrados fueron entre 4,19 y 6,64. En general la LR de IV gama en

esta experimentación presentó una apariencia aceptable en la salida 1 y la

apariencia fue inaceptable al final del almacenamiento. Los datos obtenidos en

esta experimentación coinciden con los obtenidos por Allende et al., (2004),

quienes trabajaron con lechuga var. rollo rosso de IV gama, lavada con 180 ppm

de NaClO empacada en PP, el valor obtenido para la apariencia general fue de 6

± 1,02 a los 5 días de almacenamiento a 5 °C (p.114).

76

Tab

la 3

.8. R

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Sal

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3±1,

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5,

5±2,

4ª

7,5±

2,4ª

6,

5±2,

7ª

5,5±

1,7ª

1,

9±2,

7ª

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2,

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1,4ª

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5,6±

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4ª

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5,

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3,1ª

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6,

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5,5±

2,7ª

1,

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7ª

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3,7±

2,5ª

77

De la misma forma los tratamientos y los tipos de empaques usados no influyeron

en la acidez registrada por la LR de IV gama en las salidas 1 y 2, a pesar de que

las muestras fueron sumergidas en CSA a pH de 2,5 por 2 min. En general, la

acidez aumentó levemente para todos los tratamientos a lo largo del

almacenamiento. Los valores registrados en la salida 1 se encontraron entre 2,28

y 3,51 que, según la prueba descriptiva de escalas no estructuradas, señala como

débil a la acidez de los tratamientos. Por otro lado, en la salida 2 los valores de

acidez se encontraron entre 2,41 y 3,73. Estos resultados señalan que la LR de IV

gama presentó una acidez débil en esta experimentación. La baja acidez de los

PCG es una consecuencia del metabolismo normal del CO2 o la respuesta del

tejido para neutralizar la acidez generada por el CO2 (Mattos et al., 2007, p. 506)

No se registraron diferencias estadísticamente significativas en las calificaciones

obtenidas para el parámetro sabor en las salidas 1 y 2. Los valores registrados

para el sabor se encontraron entre 6,91 y 5,81 en la salida 1, mientras que las

calificaciones fueron similares para todos los tratamientos en la salida 2.

Los resultados obtenidos señalan que la LR de IV gama presentó un sabor natural

poco intenso en las salidas 1 y 2.

Los tratamientos aplicados presentaron diferencias en las calificaciones del

parámetro sabores extraños, en la salida 1. Los tratamientos en donde se empleó

NaClO (HP y HE) como sanitizante presentaron sabores extraños. Esto pudo ser

resultado del tiempo de inmersión largo aplicado.

Los tratamientos con CSA (AE y AP) registraron bajos valores para sabores

extraños iguales a 3,73 y 2,53, lo que señala que en el tratamiento AP la

presencia de sabores extraños fue la menor en la salida 2.

3.3.7. CONCENTRACIÓN DE CO2 EN EL INTERIOR DE LOS EMPAQUES

Los resultados obtenidos en la concentración de CO2 en el interior de los

empaques de LR de IV gama en las salidas 1 y 2, se presentan en la Figura 3.12.

78

Los tratamientos aplicados y los tipos de empaque usados influyeron en la

concentración de CO2 en el interior de los empaques en la salida 1.

Los tratamientos que presentaron mayor acumulación de CO2 en el interior de los

empaques fueron los tratamientos AP y HP con valores de 5,67 y 4,55

respectivamente en la salida 1, y de 4,78 y 5,14 respectivamente en la salida 2.

Por otro lado, la menor acumulación registrada fue del tratamiento CP con valores

de 2,56 y 2,40 en las salidas 1 y 2. Los valores no se encontraron dentro del

rango recomendado para la LR de IV gama que es de 5 a 10 % de CO2 (Farber,

et al., 2003, p. 146)

Figura 3.12. Concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV gama sumergida en agua destilada (C), 150 ppm NaClO (H), 300 ppm CSA (A), empacada en

PEBD (E) y PP (P), almacenada hasta 10 días a 4 °C y 90 %HR

En la Figura 3.13 se muestra el gráfico de medias e intervalos LSD para las

variables empaque y sanitizante para la concentración de CO2 en el interior de los

empaques de LR de IV gama en la salida 1.

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79

Donde se observa que el tratamiento control presentó menor acumulación, a

diferencia de los tratamientos con NaClO y CSA. Además se observa que la LR

de IV gama empacada con PP presentó la mayor acumulación de CO2 en el

interior de los empaques, esto debido a su baja permeabilidad al CO2 en relación

con el PEBD.

La influencia del sanitizante empleado en la concentración de CO2 en el interior

de los empaques de LR de IV gama se mantuvo hasta la salida 2, a diferencia del

empaque empleado, el cual no influyo significativamente al final del

almacenamiento.

Figura 3.13. Gráfico de medias e intervalos LSD para las variables empaque (A) y sanitizante (B) para la concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV

gama a los 5 días de almacenamiento.

En la Figura 3.14 se observa que el tratamiento control continuó presentando la

menor acumulación en la salida 2, de la misma forma que la LR de IV gama con

NaClO presentó la mayor acumulación.

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4,8A B

80

3.4. ESTUDIO DE LA FISIOLOGÍA POSCOSECHA DE LA

LECHUGA VAR. ROMANA DE IV GAMA

La tasa de respiración de la LR de IV gama se obtuvo mediante el empleo de un

sistema dinámico de respiración, se trabajó con 3 réplicas para cada tratamiento

(Control, NaClO y CSA) y para LR entera. Se pesaron alrededor de 0,4 kg de LR

de IV gama por jarra de respiración y se los colocó en su interior. Se sellaron las

jarras y se conectaron al sistema de respiración. Las muestras de CO2 obtenidas

a la entrada y a la salida de cada jarra se estudiaron en equipo analizador rápido

de CO2-O2 Post Harvest Research. Los resultados obtenidos se reportaron en mg

CO2/kg h.

Figura 3.14. Gráfico de medias e intervalos LSD de las variables sanitizante (a) y empaque (b) para la concentración de CO2 en el interior de los empaques de LR de IV

gama a los 10 días de almacenamiento

En la Figura 3.15 se presentan las tasas de respiración obtenidas para la LR

entera y de IV gama tratada con agua destilada (control), NaClO y CSA. La tasa

de respiración se determinó durante 14 días a 4 ± 1 °C y 90 % HR. La LR de IV

gama presentó crecimiento microbiano a los 9 días de almacenamiento por esta

razón en estas muestras, se suspendió la determinación de la tasa de respiración.

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3,8A B

81

Figura 3.15. Tasa de respiración de la LR entera y de IV gama almacenada por 14 días

La lechuga var. romana entera presentó una baja tasa de respiración comparada

con la tasa de respiración obtenida para la LR de IV gama. Las tasas de

respiración más altas registradas fueron de 8,29 y 8,93 mg CO2/kg h al 1 y a los 2

días del almacenamiento, respectivamente. En general la tasa de respiración de

la LR de IV gama almacenada a 4 ± 1 °C y 90 % HR se mantuvo alrededor de

7,30 mg CO2/kg h a lo largo del almacenamiento, la menor tasa de respiración fue

de 6,18 mg CO2/kg h que se registró al final del almacenamiento. La LR de IV

gama presentó tasas de respiración altas por efecto del procesamiento (Baldwin y

Bai, 2011, p. 88), en donde se incrementó la respiración mitocondrial debido a la

oxidación de enzimas como la citocromooxidasa y la fosfofructoquinasa (Deza-

Durand y Petersen, 2011, p. 11).

Martínez, Chiesa, Tovar y Artés (2005) registraron tasas de respiración entre

11,65 a 15,53 mg CO2/kg h para lechuga iceberg entera almacenada a 5 °C y 90

a 95 % de HR (p. 356), estos valores no coinciden con los registrados en esta

experimentación, esto puede deberse a la variedad de lechuga empleada ya que

utilizaron lechuga iceberg.

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82

Por otro lado, Cantwell y Suslow (2007) señalaron que la tasa de respiración de la

lechuga iceberg y romana de IV gama (troceada), solo es 20 a 40 % mayor a la

tasa de respiración de la lechuga entera, además señalaron que la tasa de

respiración de la lechuga IV gama (rallada) presentó incrementos de 200 a 300 %

con respecto a la tasa de respiración de la lechuga entera (p. 446). Lo registrado

en esta experimentación, difiere de lo presentado por Cantwell y Suslow (2007),

ya que la tasa de respiración de la LR de IV gama (troceada) de los tratamientos

aplicados: Control, NaClO y CSA, presentó incrementos de 103, 120 y 111 %,

respectivamente.

Por otro lado, las tasas de respiración obtenidas para la LR de IV gama, coinciden

con los valores menores obtenidos por Deza-Durand y Petersen (2011), quienes

almacenaron lechuga IV gama a 6°C y registraron una tasa de respiración

promedio igual a 31,7 ± 22,4 mg CO2/kg h (p. 85).

Los tratamientos aplicados a la LR de IV gama no influyeron en la tasa de

respiración hasta los 9 días de almacenamiento.

La LR entera de esta experimentación presentó una tasa de respiración

moderada, mientras que la LR de IV gama presentó tasas de respiración altas

(Raju, Chauhan, y Bawa, 2011, p. 187).

El índice de calidad visual señaló que la LR de IV gama con los tratamientos HP,

AE y AP puede ser comercial hasta los 5 días de almacenamiento, puesto que en

la salida 2 las muestras de todos los tratamientos presentaron características

visuales no aptas para su comercialización. El análisis sensorial señaló que en la

salida 2 la apariencia de la LR de IV gama de todos los tratamientos fue

inaceptable, a pesar de que los contajes microbiológicos de la LR de IV gama de

todos los tratamientos se mantuvieron dentro de los límites máximos permitidos

hasta el final del almacenamiento.

La aplicación de CSA y el empleo de PP (tratamiento AP) como material de

empaque permitió mantener la mejor calidad poscosecha de la LR de IV gama

almacenada por 5 días a 4 ± 1 °C y 90 % HR. Este tratamiento, registró la pérdida

de peso más baja igual a 0,75%, valores de pH similares en el almacenamiento

83

entre 6,42 y 6,45 y el valor más alto de AT igual 0,52 g de ácido cítrico/ g de LR

de IV gama en la salida 1. En el análisis sensorial, este tratamiento presentó

valores bajos entre 2,84 y 2,53 para el parámetro sabores extraños, es decir que

la presencia de los sabores extraños en esta muestra fue mínima. Por estas

razones, el tratamiento AP se empleó para realizar el análisis económico de la LR

de IV gama.

3.5. ANÁLISIS ECONÓMICO

En el análisis económico se realizó la estimación de costos de la implementación

del procesamiento de LR de IV gama, el costeo del producto, el análisis de

pérdidas y ganancias, el flujo de caja neto y se calcularon los índices financieros

del proyecto.

3.5.1. ESTIMACIÓN DE COSTOS DE IMPLEMENTACIÓN DEL

PROCESAMIENTO DE LR DE IV GAMA

El proceso sugerido y el respectivo balance de masa para la producción de LR de

IV gama se presenta en la Figura 3.16. La cantidad promedio anual de LR

producida por la empresa “La Huerta” es de alrededor de 18 t/año. En base a

esto, la estimación de los costos para la implementación de la producción de LR

de IV gama se realizó para 68 kg/día de LR entera. Se obtiene como producto

lechuga var. romana troceada (4 x 3 cm), empacada en bolsas de polipropileno de

dimensiones 25 x 31 cm, con un peso neto aproximado de 150 g. El número total

de bolsas a obtener serán 223 diarias, el proceso tendrá un rendimiento del 49 %

ya que los tallos corresponden al desecho del proceso.

Para el procesamiento se adquirirá un terreno ubicado en la parroquia El Quinche

con un área total de 77 m2, en el Anexo VI se presentan las construcciones

necesarias para el procesamiento de LR de IV gama y su respectivo costo. El

cuarto frío a 4 ± 1 °C para procesar y almacenar el producto terminado es el que

84

presenta el mayor costo por metro cuadrado. El costo de la construcción de la

cámara de refrigeración supera en 116,7 dólares/m2 el costo de construcción de

las oficinas, como se observa en la Tabla VI.1. En general el costo de

construcción es alto debido a que la cámara de frío requiere de material aislante

como se observa en la Tabla VI.3.

Cosecha

Limpieza

Lavado

Troceado

Escurrido

Empaque

Transporte

1 kg hojas viejas ocon daño mecánico

102 kg aguapotable

72 kg soluciónsanitizante sobrante

24 kg tallos

10 kg tierra, hojas dañadas102 kg agua potable

Almacenamiento4 ± 1°C, Hr: 90 %

Inmersión(300 ppm CSA-2 min)

33,4 kg = 223 bolsas deLR de IV gama (150 g)

72 kg soluciónsanitizante

68 kg Lechuga var.Romana

Figura 3.16. Diagrama de bloques del procesamiento de LR de IV gama sumergida en CSA y empacada con PP

En base las operaciones unitarias presentadas en la Figura 3.16 para la

elaboración de LR de IV gama, se determinó el personal (dos personas en

85

producción, un gerente general y un contador), las herramientas y los equipos

necesarios para el procesamiento. Los costos de la materia prima, de los

insumos, de los suministros, la contratación del personal y los equipos se

presentan en la Tabla 3.9. En donde se observa que el mayor costo es el de la

energía eléctrica esto se debe a que se trabaja dentro de un cuarto frío.

En la Tabla VI.2 también se presentan los costos adicionales de alquiler de

vehículo para transporte de la materia prima y del producto terminado sin romper

la cadena de frío. Adicionalmente se presentan los materiales de oficina y con su

respectivo costo.

La inversión total necesaria para implementar la elaboración de la LR de IV gama

es de 98 328 dólares, que se plantea ser financiada con un préstamo bancario de

50 000 dólares e inversión propia, la tabla de amortización para el préstamo

bancario a 10 años se presenta en el Anexo VI (Tabla VI.5).

El precio estimado para cada bolsa de LR de IV gama de 0,15 kg es de 2,51

dólares con una utilidad de 15 % sobre el precio de venta al público (PVP).

Actualmente en el mercado no se encuentra a la venta LR de IV gama, solo

entera. El costo elevado de la LR de IV gama se debe a los elevados costos de la

materia prima y el consumo de energía eléctrica, además del bajo rendimiento del

proceso (49 %) ya que de 1 kg de LR se obtienen 0,49 kg de LR de IV gama.

3.5.2. FLUJO DE CAJA E ÍNDICES FINANCIEROS DEL PROYECTO

El flujo de caja se determinó a partir del estado de pérdidas y ganancias que se

presenta en la Tabla 3.10. En los costos fijos se consideró la mano de obra

indirecta y el transporte, mientras que en los costos variables constan: la materia

prima, los insumos, los suministros y la mano de obra directa. La depreciación de

los equipos y las instalaciones se presentan en la Tabla VI.4. Considerando estos

datos se obtuvo que el flujo de caja bruto sea 14 944,03 dólares para el primer

año del proyecto.

86

Tabla 3.9. Materia prima, insumos, suministros, mano de obra, equipos

Denominación Costo unitario Cantidad/mes Costo/mes (USD)

MATERIA PRIMA

Lechuga var. romana 1,20 USD/kg 1 500,00 kg 1 800,0

Agua desmineralizada 0,40 USD/L 1 575 L 630,0

Clorito de sodio 17,50 USD/kg 47,25 kg 826,9

Ácido cítrico 2,18 USD/kg 1 kg 2,2

INSUMOS

Empaques PP 0,02 USD/u 4 922,27 u 79,6

Etiquetas 0,01 USD/u 4 922,27 u 49,2

SUMINISTROS

Agua potable 0,36 USD/m3 2 250 m3 810,0

Energía eléctrica 0,08 USD/kW-h 40 429,32 Kw-h 3 292,1

MANO DE OBRA

Denominación Salario/h Cantidad # horas/mes Costo/mes (USD)

Gerente general y de producción

5 1 160 800

Contador 3,75 1 160 600

Operarios 2,21 2 160 708

EQUIPOS

Denominación Valor unitario (USD) # unidades Valor total (USD)

Cuchillos de acero inoxidable de hoja lisa

40,05 2 80,1

Balanza (proceso) 75 1 75

Báscula (materia prima) 240 1 240

Kavetas 11,57 30 347,1

Tanque de lavado 325 1 325

Tanque de inmersión 325 1 325

Mesas de trabajo 517,86 1 517,86

Selladora 70 2 140,0

Por otro lado, en la Tabla 3.11 se presenta el flujo de caja neto del proyecto en

donde se observa que para el primer año se obtiene un valor positivo y los años

siguientes se presentan con valores negativos lo que indica que en el segundo,

tercer, cuarto y quinto años no se recuperará la inversión.

87

Los indicadores financieros obtenidos indican que el proyecto de elaboración de

LR de IV gama no es factible. El VAN obtenido fue bajo igual a 2,08 lo cual señala

que el proyecto no genera utilidad, por otro lado, la TIR obtenida fue de 8,21 %, la

cual es menor a la tasa bancaria referencia (9,33 %), es decir que invertir en el

proyecto no generaría mayor ganancia que el depositar el dinero en un banco.

Esto se refleja en el punto de equilibrio que se presenta en la Figura 3.17.

El punto de equilibrio mostró que es necesario vender alrededor de 62 310

unidades o 156 254 dólares anuales para no perder ni ganar dinero. Sin embargo,

la producción total anual de LR de IV gama calculada en base a la producción

anual de LR de la empresa “La Huerta” es de 58800 unidades que equivalen a

147 451 dólares, lo cual es inferior a lo requerido para que la producción genere

utilidad.

En general el proyecto no es viable, la relación beneficio costo es igual a 0 y

señala que por cada dólar invertido no se tiene ninguna ganancia.

88

Tab

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,03

28 0

92,5

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1 32

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1

629,

65

202

048,

85

90

Figura 3.17. Punto de equilibrio del proyecto de elaboración de LR de IV gama

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

160000

180000

200000

0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000

Ven

tas

(US

D)

Producción anual (unidades)

Costo fijo Ingreso total Costo total Máxima producción

PE

91

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

4.1. CONCLUSIONES

ü La materia prima con la que se trabajó en esta experimentación presentó

una buena calidad organoléptica y el contaje microbiológico se mantuvo

dentro de los rangos permitidos para coliformes totales y aerobios totales.

ü Los tratamientos con CSA presentaron mejores resultados en la evaluación

de la calidad visual en comparación con los tratamientos control y con la

mezcla de ácidos. El CSA (300 ppm) presentó mayor efectividad para

reducir coliformes y aerobios totales, además presentó mayor cantidad de

ácidos orgánicos (AT) y buena apariencia a lo largo del almacenamiento.

ü La LR de IV gama con los sanitizantes alternativos y con el NaClO tuvo un

tiempo de comercialización hasta 5 días.

ü Los empaques empleados influyeron significativamente en la pérdida de

peso registrada en cada tratamiento. El uso de PP como material de

empaque presentó menor pérdida de peso a lo largo del almacenamiento.

ü Los panelistas no percibieron sabores extraños en los tratamientos con

CSA independientemente del empaque usado.

ü El CSA es un sanitizante no convencional que presenta resultados

similares a los tratamientos con NaClO en el contaje microbiológico por lo

tanto podría ser empleado como reemplazo de este sanitizante.

ü La LR de IV gama almacenada a 4 ± 1 °C y 90 % HR presentó tasas de

respiración altas entre 14,44 y 16,38 mg CO2/kg h y la LR entera presentó

92

tasas de respiración moderada entre 6,18 y 8,93 mg CO2/kg h a lo largo del

almacenamiento.

ü El proyecto de elaboración de LR de IV gama con CSA no es factible ya

que genera un VAN igual a 2,08 dólares, una TIR igual a 8,21 % que es

inferior a la tasa bancaria referencial (9,33%), el punto de equilibrio es

superior a la producción total anual y la relación beneficio/costo es de

0 dólares

93

4.2. RECOMENDACIONES

ü Estudiar la aplicación de métodos físicos como tratamientos térmicos,

irradiación o recubrimientos comestibles en LR de IV gama con el fin de

incrementar el tiempo de vida útil de este producto

ü Realizar estudios de la evolución del pardeamiento en la LR de IV gama a

fin de mejorar su calidad visual y alargar su vida útil.

ü Realizar estudios de la composición del tallo de la lechuga var. romana con

el fin de promover su aprovechamiento como subproducto del proceso.

ü Realizar un análisis de mercado con el fin de determinar la aceptación del

producto y el mercado existente a nivel nacional.

ü Desarrollar una norma técnica ecuatoriana que establezca los límites

aceptables de crecimiento microbiano tanto para hortalizas enteras como

para hortalizas de IV gama.

94

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108

ANEXOS

109

Figura AI.1. Cultivo a cielo abierto de lechuga var. romana y col en las instalaciones de la empresa “La Huerta”

Figura AI.2. Cosecha de lechuga var. romana

ANEXO I.

CULTIVO DE LA EMPRESA “LA HUERTA” Y COSECHA DE

LECHUGA VAR. ROMANA

110

ANEXO II.

FORMATO DE ANÁLISIS SENSORIAL: PRUEBA DESCRIPTIVA DE

ESCALAS NO ESTRUCTURADAS

111

Escala Marchitez Escala Presencia de patógenos

1

Extrema

1

60-100 %

2

Severa

2

30-60 %

3

Moderada

3

10-30 %

4

Discreta

4

1-10 %

5

Ninguna

5

<1 %

ANEXO III.

ESCALA PARA EL ANÁLISIS DE LA CALIDAD VISUAL DE LCG

112

Tabla AIII.1. Atributos y escala de valoración para evaluar la calidad visual de LCG

Escala

ATRIBUTOS

Marchitez de la hoja

Presencia de patógenos

1 Extrema 60-100 %

2 Severa 30-60 %

3 Moderada 10-30 %

4 Discreta 1-10 %

5 Ninguna <1 %

Para calcular el índice de calidad visual se utilizó la Ecuación AIII.1 (Rodov, et al.,

2000, p. 262)

(Ecuación AIII.1)

Donde:

I: índice de evaluación de la calidad visual

n1-n5: número de muestras que presentan la valoración de 1 a 5 en cada atributo

N: número total de muestras evaluadas

La calidad visual final se obtiene mediante la calificación obtenida dentro de los

rangos que se detallan en la Tabla AIII.2.

Tabla AIII.2. Rangos de calificación y clasificación final para la valoración de la calidad visual de la LCG

Rangos Clasificación Características

4-5 I Mantiene las características iniciales

3-4 II Consumible, presenta deterioro aceptable

<3 III No comercial

(Rodov, et al., 2000)

113

Figura AIV.1. Septum colocado en las bolsas de LCG

Figura AIV.2. Extracción de muestra para análisis de CO2 en el interior de los empaques de LCG

A continuación se muestra en la Figura AIV.3. el equipo analizador de CO2-O2

marca Post Harvest Research, modelo CG-1000, USA provisto de un detector

infrarrojo, empleado para el análisis de las muestras de CO2 en el interior de los

empaques y en el estudio de la fisiología poscosecha de lechuga var. romana

entera y como LCG. Adicionalmente se muestran las condiciones de trabajo para

cada experimentación en la Tabla AIV.1.

ANEXO IV.

CONCENTRACIÓN DE CO2 EN EL INTERIOR DE LOS EMPAQUES

114

Figura AIV.3. Analizador rápido de CO2-O2 Post Harvest Research, modelo CG-1000, USA

Tabla AIV.1. Condiciones de trabajo del equipo analizador de CO2-O2

Condiciones CO2 en el interior de los empaques de LCG

Fisiología poscosecha de lechuga entera y LCG

Volumen de muestra (mL) 10 10

Gas portador N2 N2

Flujo de gas portador (mL/min)

100 100

Presión del gas portador (psi)

15 15

Estándar de CO2 3 % 0,3 %

Rango del detector de CO2 0,8 0,8

Rango del registrador de CO2 (V)

10 1

Registrador

Detector de CO2

marca Horiba

Detector de O2

marca Ametec

Manómetro Tacómetro

Válvula de aguja Abertura para inserción de muestra

115

Figura AV.1. Tablero de mezcla de gases y sus componentes. A: Sistema de mangueras para transporte de gases hasta los tableros secundarios dentro de la cámara de

refrigeración. B: microválvulas de regulación de flujo. C: manguera de conexión para transporte de gases. D: Válvula de cobre para el paso de aire desde el compresor hacia el

tablero de mezcla. E: perillas de regulación (O2, CO2, N2 y CH4). F: medidor de flujo

A continuación se muestra el cálculo del flujo necesario para el estudio de la

fisiología poscosecha de LCG y de la materia prima.

Primero se empleó la Ecuación AV.1 para obtener la tasa de respiración a la

temperatura de trabajo 4°C.

Q10

= TR2

TR1

10

T2-T1 (Ecuación AV.1)

Donde:

: calor de respiración en (J/kg)

: temperatura 1 igual a 5 °C

: temperatura de trabajo igual a 4 °C

ANEXO V.

FISIOLOGÍA POSCOSECHA DE LA MATERIA PRIMA Y DE LA LR

DE IV GAMA

D

A

B

C

E

F

116

: Tasa de respiración a la temperatura 1 para LCG se encuentra dentro del

rango 10 a 16 ml CO2/kg h, en promedio 18 ml CO2/kg h (Martínez, Chiesa, Tovar,

y Artés, 2005, p. 358), se realizó la conversión y se obtuvo el valor de 25,233 en

mgCO2/kg h para la tasa de respiración de la LCG.

: Tasa de respiración a la temperatura 2, incógnita.

Resolviendo la Ecuación AV.1 se obtiene una = 23,543 mg CO2/kg h lo cual se

emplea en la Ecuación AV.2 para el cálculo del flujo necesario de aire para

alimentar a las jarras de respiración.

(Ecuación AV.2)

Donde:

f: flujo de aire en mL/min

m: masa del producto en Kg

TR: tasa de respiración de referencia en mgCO2/kg-h

: densidad de CO2 a presión y temperatura de trabajo en g/L

:concentración de CO2 en el estándar a usarse en %

: concentración de CO2 en el gas de entrada en %

La densidad del CO2 (δCO2) se calculó con la ley de los gases ideales como se

detalla a continuación:

.

Con el valor obtenido se calcular el flujo requerido de aire de alimentación a las

jarras

117

Para la lechuga entera se tiene una tasa de respiración registrada entre 6 y 8

mlCO2/kgh (Martinez, Chiesa, Tovar, y Artés, 2005, p. 356) a 5°C, que da como

resultado de la conversión de unidades 13,587 mgCO2/kgh.

Siguiendo los pasos anteriores y utilizando las ecuaciones (6.1) y (6.2) se obtuvo

que el flujo requerido de aire para la alimentación de las jarras sea de 23,188

mL/min.

Por otro lado, en la Figura AV.2a se muestra el sistema dinámico de respiración

continua empleado en esta experimentación para medir la tasa de respiración de

la materia prima y de la LR de IV gama. La toma de muestras de cada jarra se

realizó con una jeringa de 1 mL como se observa en la Figura AV.2b.

Figura AV.2. Sistema dinámico de respiración continua empleado(a) y obtención de una muestra de gases a la entrada de una jarra de respiración con lechuga entera (b). A:

Microválvulas de regulación de flujo, B: mangueras de conexión, C: tablero de gases, D: humidificadores y E: jarras de respiración con LR. X: jeringa de 1 mL, Y: manguera de

salida de la jarra, Z: manguera de entrada de la jarra

a

b

118

En la Tabla VI.1 se presentan los costos y el área de construcción para la

producción de LR de IV gama.

Tabla VI.1. Costos y área total del terreno y construcciones para la producción de LR de IV gama

Denominación Costo (USD/m2) Área total (m2)

Valor total (USD)

Terreno(1) 40,0 77,0 3080,0

Oficinas (2) 300,0 17,0 5100,0

Sanitarios y vestidores (2) 300,0 13,0 3900,0 Bodega de insumos (2) 300,0 7,0 2100,0

Cámara de procesamiento(3) 416,7 24,0 10000,0

Parqueadero (2) 300,0 16 4800,0

(1) Municipio de El Quinche

(2) Saavedra Arquitectos

(3) Multifrío

En la tabla VI.2 se presentan los costos adicionales del alquiler del vehículo para

transporte de la materia prima y del producto terminado (valor anual) y los costos

de los materiales de oficina requeridos para la elaboración de LR de IV gama.

Tabla VI.2. Costos adicionales de transporte y equipamiento para la elaboración de LR de IV gama

Descripción Costo unitario

Cantidad total

Costo/total (USD)

Alquiler de vehículo

8 USD/hora 1 8448

Escritorio 275 USD 2 550

Archivador 93 USD 2 186

Teléfono 60 USD 2 120

Computador 700 USD 2 1400

Sillas 30 USD 6 180

ANEXO VI.

DETALLE DE CONSTRUCCIONES Y COSTOS PARA EL

PROCESAMIENTO DE LR DE IV GAMA

119

La cámara de procesamiento que es un cuarto frío que trabaja a una temperatura

igual a 4 ± 1 °C con un área total de 24 m2. Dentro de esta cámara se encuentra

la cámara de producto terminado de 4 m2 separada por una pared y por una

cortina de polímero de tiras de 2,5 mm de espesor. En la tabla VI.3 se presentan

las características del cuarto frío.

Tabla VI.3. Características de la cámara de frío para el procesamiento de LR de IV gama

Material Espesor Característica

Sec

ción

Paredes y Techo

Poliuretano inyectado

5,0 cm Densidad 38kg/m3 Termoacustico, sismoresistentes

Lámina prepintada blanca

0,5 mm Sellado hermético

Puertas batientes

Lámina prepintada blanca

0,5 mm Dimensiones 0,90 x 2 m

Poliuretano 8,0 cm Aislamiento

Cortina Polímero 2,5 mm Aislamiento

Eq

uip

o F

rigo

rífi

co Equipo Características

Condensador Marca Tecumseh de 2 HP, 208/230 voltios, 60 Hz. Gas refrigerante R404

Evaporador Marca DELTA FRIO de 16 000 BTU/h, descongelamiento natural

(Multifrio, 2015)

En la Tabla VI.4 se presentan las depreciaciones de las instalaciones y de los

equipos.

Por otro lado, en la Tabla VI.5 se presenta la tabla de amortización del préstamo

bancario para 10 años y en la Tabla VI.6 se presenta el capital de trabajo y el

incremento del 10 % para cada año.

120

Tabla VI.4. Depreciación de instalaciones y los equipos para la producción de LR de IV gama

EQUIPOS COSTRUCCIONES Y TERRENO

Denominación Depreciación Denominación Depreciación

Cuchillos de acero inoxidable de hoja lisa

4,01 Oficinas 510,00

Balanza (proceso) 3,75 Sanitarios y vestidores 390,00

Balanza (materia prima) 12,00 Bodega de insumos 210,00

Kavetas 17,36 Cámara de procesamiento 1000,01

Tanque de lavado 16,25 Parqueadero 480,00

Tanque de inmersión 16,25

Mesas de trabajo 25,89

Selladora 7,00

Computadores 466,67

Tabla VI.5. Tabla de amortización del préstamo para el financiamiento del proyecto

Período (años)

Saldo Inicial (USD)

Intereses (USD)

Cuota (USD)

Amortización (USD)

0 50000,00 468,05 5261,03 4792,97

1 45207,03 423,18 5261,03 4837,84

2 40369,18 377,90 5261,03 4883,13

3 35486,06 332,19 5261,03 4928,84

4 30557,22 286,05 5261,03 4974,98

5 25582,24 239,48 5261,03 5021,55

6 20560,69 192,47 5261,03 5068,56

7 15492,13 145,02 5261,03 5116,00

8 10376,13 97,13 5261,03 5163,89

9 5212,23 48,79 5261,03 5212,23

10 0,00 0,00 - -

121

Tabla VI.6. Capital de trabajo para cada año

Año Capital de trabajo Incremento 10%

1 123624,19 12362,41934

2 135986,61 13598,66127

3 149585,27 14958,5274

4 164543,80 16454,38014

5 180998,18 18099,81816

6 199098,00 19909,79997

7 219007,80 21900,77997

8 240908,58 24090,85797

9 264999,44 26499,94376

10 291499,38 29149,93814

Total 197025,1261

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