frutas y hortalizas actividad no. 1
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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE NICARAGUA – LEON
FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICASESCUELA DE INGENIERIA EN ALIMENTOS
PROCESAMIENTO DE FRUTAS Y HORTALIZAS
Caracterización de las Frutas y Hortalizas
MSc. Irma Contreras M
Departamento de Tecnología de Alimentos
Frutas y hortalizas. Clasificación de las frutas.
FRUTA: es un producto destinado al consumo procedente de la fructificación de una planta sana y es un término restringido a aquellos comestibles tal como se cosechan, en general son dulces y tienen aromas agradables.
Fruto fresco. Es el de cosecha reciente y de consumo inmediato por estar en perfecto estado de madurez (madurez fisiológica)
Fruto seco: es el que naturalmente posee poca humedad y presenta el pericarpio más o menos lignificado, siendo la semilla la parte comestible (nueces, maní y castañas).
CLASIFICACIÓN DE LAS FRUTAS. DE ACUERDO A SU COMPOSICIÓN
1. Amiláceos: tienen alto contenido de almidones o féculas (banano)
2. Acuosas o dulces: Tienen alto contenido de azucares solubles y además contienen vitaminas hidrosolubles, resultando de alto valor nutritivo.
CLASIFICACIÓN DE LAS FRUTAS. DE ACUERDO A SU COMPOSICIÓN
3. Oleosas: Este grupo contiene alto valor de lípidos, poseen hidratos de carbono
y proteínas y además son ricas en minerales. En este grupo podemos mencionar: las nueces, avellanas, las almendras, el cacahuate y las aceitunas.
Respecto a las vitaminas contienen buena proporción de las hidrosolubles y algunas pequeñas cantidades de
liposolubles A y D.
HORTALIZAS: Son los tejidos comestibles de las
plantas que a menudo, no tienen sabor dulce, ni ácido y pueden consumirse acompañando a los productos cárnicos
CLASIFICACIONA) Raíces (zanahorias, nabos,
remolachas, rábanos)B) Hojas (espinaca, lechugas, berros
etc)C) Yema (espárragos, alcachofas,
coles, cebollas, ajos) D) Frutas (calabazas, tomates,
pepinos, berenjenas, pimientos
FACTORES IMPORTANTES EN LA CONSERVACIÓN DE FRUTAS Y
HORTALIZAS Frutas: Las frutas generalmente son ácidas, por
ello se conocen como “ alimentos con alto grado de acidez”. Los frutos contienen ácidos orgánicos en cantidades suficientes para producir un pH de 4.6 o inferior.
Esta acidez natural controla el desarrollo de microorganismo en los productos de frutas.
Los únicos microorganismos de descomposición que pueden presentarse son mohos y levaduras que rara vez causan enfermedades
FACTORES IMPORTANTES EN LA CONSERVACIÓN DE FRUTAS Y
HORTALIZAS
Verduras y hortalizas: son clasificados como “ productos de baja acidez “ debido a que el pH de estos tejidos se encuentran en un intervalo de 5 – 7. Muchos organismos peligrosos que podrían causar envenenamiento tienen mayor posibilidad de desarrollarse en productos con bajo grado de acidez, sobre todo si las condiciones de humedad son adecuadas, puesto que tanto el pH y la humedad son muy favorables para el crecimiento microbiano.
Componentes Químicos Agua, carbohidratos, proteínas
enzimas, lípidos, ácidos orgánicos, pigmentos etc., que se consideran de gran interés para la mejor comprensión de las diferentes transformaciones metabólicas que experimentan las frutas y los vegetales, tanto en el árbol como cuando se almacenan
AGUA.
El agua es el componente más abundante de las frutas y vegetales, pudiendo llegar a representar hasta el 96% de su peso total .
La susceptibilidad que presentan las frutas y los vegetales para marchitarse, después de cosechados, oscila de acuerdo con las modificaciones estructurales que experimentan sus superficies externas para reducir la pérdida de agua.
Las hojas son especialmente susceptibles a marchitarse después de cosechadas, ya que son las regiones por donde normalmente se realiza la transpiración.
CARBOHIDRATOS.
Los tejidos vegetales están formados por moléculas complejas edificadas a partir de los monosacáridos y de componentes íntimamente relacionados con el ácido urónico.
El contenido total de Carbohidratos en las frutas y vegetales puede oscilar desde tan solo en 2 % del peso fresco, como en las frutas de algunas cucurbitáceas (melones, calabazas, pepinos y otros) como los vegetales que contienen almidón de reserva que presentan hasta más del 30%.
CARBOHIDRATOS.
Los carbohidratos incluyen polisacáridos los cuales, a excepción del almidón, se encuentran principalmente en las membranas celulares y azúcares principalmente sacarosa, glucosa y fructosa, que se acumula especialmente en el jugo celular.
CARBOHIDRATOS.
Las frutas suelen presentar los contenidos más elevados en carbohidratos (hasta el 23% de su peso fresco) y al madurar la mayor parte de los mismos se presentan en forma de azúcares.
Algunos vegetales no feculentos como la remolacha y zanahorias contienen entre el 8 y el 18% de carbohidratos y son también ricas en azúcares
LOS AZUCARES EN LA TECNOLOGÍA DE
ALIMENTOS Los azúcares se emplean en los alimentos en
primer lugar como edulcorantes. El grado de dulzura de los distintos azucares
tomando como referencia la sacarosa, a la que se le asigna la cifra de 100, la Fructosa es de 173.3 y la Glucosa de 74.3.
Resulta, que el azúcar invertido es más dulce que la sacarosa original a partir de la cual fue formada. (173.3 + 74.3) / 2 = 123.8 para el azúcar invertida.
Los azúcares son eficientes agentes depresores de la actividad del agua
GRADO DE DULZURA DE VARIOS EDULCORANTES
.
EDULCORANTE GRADO DE DULZURA
Sacarosa 100
Fructosa 173.3
Glucosa 74.3
Lactosa 16
Maltosa 32
Galactosa 32
Sacarina 30.000 a 50.000
AZÚCARES La contribución de los azúcares a la viscosidad
es importante para la consistencia, el cuerpo y sensación que producen en la boca muchos alimentos.
El alto índice de refracción de las soluciones de azúcar concentradas es el responsable del aspecto brillante de los jarabes, las gelatinas, las jaleas y las frutas secas.
La textura de los productos de confitura se basa a menudo en la presencia de fases de azúcar sólida en estado cristalino o amorfo.
CARACTERÍSTICAS TECNOLOGICAS
Como consecuencia de su gran afinidad por el agua, los azúcares son eficientes agentes depresores de la actividad del agua.
El efecto conservador de los azúcares en las jaleas y las frutas abrillantadas se basa en esta propiedad.
La capacidad para ligar agua de los azúcares también es de importancia en la solidificación del sistema pectina – azúcar – ácido de las jaleas.
REQUISITOS EN CUANTO A LOS EDULCORANTES
Dulzura relativa de los varios azúcares Grado de solubilidad y cristalización Peso especifico de los jarabes Humedad de los azúcares secos Higroscopicidad Sabor especifico Cualidades de preservación y tendencia hacia la
fermentación Peso molecular Presión osmótica Punto de congelación Tendencia al pardeamiento.
PECTINAS Las sustancias pécticas absorben rápidamente el agua
y la transfieren y reparten entre las células con mayor facilidad de la que podría lograrse por ósmosis en las células mismas.
Como constituyente natural de los tejidos vegetales, las sustancias pécticas son responsables en buena medida de la firmeza y textura de los frutos y las hortalizas.
El ablandamiento del tejido del fruto durante la maduración, la rotura de la estabilidad coloidal en los jugos de frutas, los cambios de consistencia en los purés y los concentrados de fruta, pueden atribuirse a modificaciones en las sustancias pécticas
Estructura.Químicamente, la pectina consiste en
cadenas largas y no ramificadas de ácido poligalacturonico, con los grupos de carboxilo parcialmente esterificados con alcohol metílico. Las uniones entre las unidades de ácido galacturonico son ( 1 – 4). El peso molecular varía entre 20.000 y más de 400.000.
Sustancias pécticas
Es un grupo designado para estos complejos coloidales derivados de carbohidratos, los cuales se encuentran en las plantas y contienen una gran proporción de unidades de ácido D- galacturonico, las cuales están unidas formando una cadena.
Protopectina. Es aplicada a una sustancia de la familia de las sustancias pecticas insolubles en agua, la cual se encuentran en las plantas y mediante una hidrólisis produce pectina o ácidos pécticos.
Acido Pectinico. Es usado para designar ácido D- poligalacturonico coloidal conteniendo proporciones despreciables de grupos de metil esteres.
El ácido pectinico bajo condiciones adecuadas es capaz de formar geles con azúcar y ácido de una manera satisfactoria o si presenta un contenido bajo de metoxilos puede formar geles con ciertos iones.
Ácido péctico. Es aplicado a las sustancias pécticas compuestos mayormente de ácido D- poligalacturonico y esencialmente libre de de grupos metílicos esterificados. Las sales del ácido péctico también normales o pectatos ácidos.
PECTINA COMO AGENTE GELIFICANTE La utilización más importante de la pectina en los
alimentos se basa en su capacidad de formar geles. Se emplea ampliamente en la manufactura de jaleas,
gelatinas, mermeladas y conservas. En la producción de jaleas y gelatinas es el azúcar el
que cumple esta función como deshidratante. Para formar una buena gelatina deberá conservarse
una adecuada proporción pectina-ácido-azúcar
PECTINA COMO AGENTE GELIFICANTE
Un alimento de la acidez de 0.1 a 1.7% resulta en un ahorro de casi un 20% de azúcar.
Lo mismo se cumple con la pectina, cuanto mayor sea el porcentaje de pectina en el jugo o la pulpa de la fruta, menor será la cantidad de azúcar necesaria para formar la gelatina.
El límite de concentración de ión hidrógeno corresponde a un valor de pH de 3.46 cuando se obtiene una gelatina suave y delicada.
La gelatina aumenta su estabilidad a valores de pH más bajo (3.1 – 3.2) a valores mas bajos se produce sinérisis.
GRADOS DE PECTINA
Se las expresa como el número de partes de azúcar que gelificará una parte de pectina para obtener una firmeza dada bajo condiciones establecidas.
Estas condiciones son: pH entre 3.2 y 3.5, azúcar 70% y pectina de 0.2 a 1.5%.
PODER GELIFICANTE Las pectinas comerciales se caracterizan según su
poder gelificante (grado) y su grado de metoxilación y la velocidad de solidificación de las gelatinas (pectinas rápidas, medias y lentas).
Para la manufactura de conservas de bajo contenido en azúcar para fines dietéticos, se utilizan pectinas poco metoxiladas, la estructura tridimensional puede formarse mediante puentes de Calcio entre carboxilos libres.
Este tipo de estructura, es llamada “gel de pectato de calcio”, es considerablemente más rígido que el gel pectina-azúcar-ácido.
CAMBIOS BIOQUÍMICOS POST
COSECHA Actividad enzimática.Las transformaciones de las sustancias
químicas en los vegetales es muy alta incluso a temperaturas bajas.
Las enzimas asociadas a la alteración de frutas y hortalizas son: peroxidasas, lipoxigenasas, clorofilasas y catalasas.
MADURACIÓN DE FRUTAS La actividad de las enzimas pectinesterasa y
poligalacturonasa aumenta durante la maduración de las frutas y causan ablandamiento de los tejidos.
En las patatas es importante inhibir las reacciones bioquímicas de transformación de almidones en azucares para evitar las alteraciones de color (pardeamiento).
En el almacenamiento y acondicionamiento antes del procesado de las patatas debe evitarse la acumulación de azucares reductores.
Cambios bioquímicos:maduración
Transformaciones de almidones en azucares reductores.
Transición de color de verde a color amarillo o rojo.
Transformación de los taninos Desarrollo de aromas por formación de
compuestos volátiles. Disminución de % de acidez (Ácido orgánicos
cítrico, málico, tartarico Índice de madurez: relación de sólidos
solubles /acidez
PARDEAMIENTO NO ENZIMATICO
Reacciones, los grupos aldehídos de los azucares reductores y los grupos aminos.
La reacciones se conocen como Reacción de Maillard
Inhibición de estas reacciones es con el empleo de ácido sulfuroso y los sulfitos
PARDEAMIENTO ENZIMATICO Acción de las enzimas polifenol oxidasas. Métodos de inhibir la acción de las enzimas: Tratamiento con ácidos cítrico, málico,
fosforito. Introduciendo el fruto en una salmuera Escaldado Atmósferas controladas
RESPIRACION DE FRUTAS Y HORTALIZAS POST COSECHA
Patrón climatérico: La cosecha finaliza el intercambio entre la fruta y el resto del vegetal.
Como sistema biológico independiente, la fruta cosechada exhibe considerable actividad química en los procesos respiratorios.
Bajo condiciones aeróbicas, las frutas continúan respirando y oxidando sus reservas de carbohidratos.
Se producen muchos cambios químicos que inciden en su calidad.
FRUTAS CLIMATERICAS Y NO CLIMATERICAS
La climatérica: continua su proceso de respiración después de la cosecha.
El madurado se define como un proceso de cambio de color, textura y sabor en el pico climatérico.
La no climatérica: no continua su proceso de respiración y por lo tanto su proceso de maduración se detiene.