xiv coloquio internacional de cuerpos académicos y grupos de...
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XIV Coloquio Internacional de Cuerpos Académicos y Grupos de
Investigación en Análisis Organizacional
Las organizaciones contemporáneas, problemáticas y
perspectivas de estudio.
Mejoramiento en el Manejo Postcosecha de Fresa (Fragaria vesca) como un
Cultivo Alternativo en la Región de Tecamachalco
Mesa temática: Economía y desarrollo
Modalidad del trabajo de investigación: Investigación concluida
Autor:
Ing. Adriana Reyes Castro
Dirección: 5 oriente S/N, Xochimilco Tecamachalco Puebla México
C.P 75480
E-mail: [email protected]
Tel. 2491227229
Coautor:
Ing. Ángel Eutiquio Herrera Gómez
E-mail: [email protected]
Tel. 2491083772
Carretera federal Puebla-Tehuacán km 52, col. El Moral San Salvador Huixcolotla
Puebla México. C.P 75440
Universidad Tecnológica de Tecamachalco, avenida Universidad Tecnológica
No.1, Col. Barrio La Villita, C. P. 75483, Tecamachalco, Puebla México
08 de mayo 2017
Resumen
La fresa, cuyo nombre científico es Fragaria vesca, F. viridis o F. moschata, es un fruto que se destaca por su forma, color, sabor, aroma y sus excelentes propiedades nutritivas, por lo que es muy apetecida y demandada en el mercado internacional, para su consumo en fresco y para la elaboración de productos procesados. El objetivo de este estudio es determinar si el uso de un recubrimiento comestible es eficaz para prolongar conservación postcosecha de la fresa al actuar como una barrera contra la pérdida de humedad. El estudio es de tipo experimental y descriptivo, en el que primeramente se recolectaron los frutos de fresa variedad Albión, en estado de madurez tres, libre de daños mecánicos o enfermedades, para posteriormente ser sometidos a operaciones de lavado y desinfección. Los compuestos empleados en el recubrimiento son: agua, grenetina, almidón de yuca, ácido cítrico y vitamina C. Para el desarrollo de la investigación se desarrollaron tres fórmulas con los compuestos mencionados en diferentes proporciones. Posteriormente,’ se procedió a aplicar cada solución sobre las muestras de fresa y se evaluó su efectividad mediante pruebas fisicoquímicas y sensoriales, las cuales fueron medidas a los 3, 6, 9 y 11 días. De acuerdo con los resultados obtenidos se determinó que los recubrimientos aplicados sobre fresas logran aumentar su vida útil hasta 11 días, disminuyendo las pérdidas de humedad, manteniendo la firmeza y produciendo mínimas variaciones perceptibles de color, en comparación con los frutos sin recubrimiento, utilizados como muestras testigo. Palabras clave: Recubrimiento comestible, frutos frescos, conservación.
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Introducción
La fresa de variedad Albión es aquella de mejor tamaño, rústica, de hojas gruesas,
fruto de color rojo fuerte, grande, cónico, resistente al manipuleo, susceptible al
ataque de Phytophthora, Verticillium y Colletotrichum y a bacterias especialmente
Xanthomonas sp., variedad con buena producción y muy susceptible al ataque de
ácaros. Se debe sembrar a 40-45 cm entre plantas. Producción de 3 a 4 libras por
planta en los 18 meses. Es una fruta con un contenido superior al 90% de agua,
por lo tanto es muy perecedera y por consiguiente requiere de un manejo especial
para evitar su deterioro especialmente en lo concerniente a hongos. Se debe
comenzar la recolección lo más temprano posible para evitar que el sol la
deshidrate y conserve sus propiedades organolépticas intactas. La recolección se
debe efectuar día de por medio o 2 veces por semana para que no presente daños
por maduración. El punto ideal según la variedad es el de pintona (mitad verde y
mitad roja) (Angulo, 2009).
La conservación en frío es una práctica habitual para prolongar el período
de almacenamiento de las frutas. En el caso de la fresa, la conservación en frío
reduce la tasa de respiración y la pérdida de humedad y retarda el crecimiento
microbiano, permitiendo extender la vida útil y conservar la calidad de la fruta. En
Colombia, el empleo de frío está muy limitado por la ausencia de sistemas en
cadena que garanticen bajas temperaturas para el producto, y por sus altos
costos. Las fresas se cosechan a primeras horas del día, tres veces por semana y
completamente maduras, para aprovechar al máximo su sabor y dulzor, teniendo
cuidado especial de evitar daños mecánicos para su rápida comercialización a
temperatura ambiente, con el propósito de obtener una reducción significativa en
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las pérdidas de manejo en postcosecha, que alcanzan niveles hasta del 50% en
regiones tropicales. En la aplicación de tecnologías de empaque para fresa, el uso
de atmósferas modificadas combinadas con frío ha contribuido significativamente
a su conservación, ya que reduce la respiración debido a la baja presencia de O2
y el aumento de CO2. Por otro lado, en el mercado de grandes superficies se
utilizan cajas termoformadas de poliestireno biorientado (BOPs) y bandejas de
poliestireno expandido (EPS) recubiertas con vinilpel (película plástica extensible),
almacenadas en refrigeración, con resultados prácticos de hasta tres días en
condiciones con apariencia aceptable. Como alternativa a estos métodos de
conservación tradicional surge la utilización de recubrimientos comestibles (RC)
aplicando bajas temperaturas, como medio que permita reducir la velocidad de
deterioro en los atributos de calidad de los frutos durante su almacenamiento.
Los recubrimientos comestibles (RC) son definidos como sustancias que se
aplican en el exterior de los alimentos de manera que el producto final sea apto
para el consumo. Los RC se han utilizado durante siglos en la industria
alimentaria, con el objetivo principal de evitar la pérdida de humedad en los
alimentos. Estos recubrimientos deben ser legales, seguros para su consumo,
aceptables para los consumidores y deben proporcionar un valor agregado al
alimento (Baldwin, Hagenmaier y Bai, 2012). Además, los RC disminuyen los
daños mecánicos, físicos y químicos que genera el medio ambiente al producto
(Falguera, Quintero, Jiménez, Muñoz e Ibarz, 2011).
El uso de los RC en alimentos y especialmente en productos altamente
perecederos ésta condicionado por párametros tales como el costo, la
disponibilidad, la funcionalidad, las propiedades ópticas como brillo y opacidad, la
3
barrera que proporciona contra el flujo de gases la aceptabilidad sensorial y la
resistencia estructural contra agua y microorganismo. Dichas caracteristicas
dependen del tipo de material utilizado como matriz estructural, las condiciones en
que se formaron los recubrimientos (tipo de disolvente, pH, concentración de
componentes y temperatura) y el tipo y concentración de aditivos (Rojas-Graü et
al., 2009). Los aditivos son agregados durante el proceso de elaboración de los
recubrimientos comestibles y pueden ser agentes antioxidantes, agentes
antimicrobianos, agentes aromatizantes, pigmentos o nutrimentos (Pascall y Lin,
2013).
Objetivo
Determinar si el uso de un recubrimiento comestible es eficaz para prolongar
conservación postcosecha de la fresa al actuar como una barrera contra la pérdida
de humedad y dar mayor firmeza, sin provocar cambios en el sabor y apariencia.
Justificación
La fresa, cuyo nombre científico es Fragaria vesca, F. viridis o F. moschata, es un
fruto que se destaca por su forma, color, sabor, aroma y sus excelentes
propiedades nutritivas y farmacéuticas, por lo que es muy apetecida y demandada
en el mercado internacional, para su consumo en fresco y para la elaboración de
productos procesados. Por sus características físicas, requiere cuidados
especiales para su conservación hasta llegar al consumidor final, sin embargo hay
grandes pérdidas financieras por maltrato físico o bajo índice de resistencia en
almacenamiento.
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Ante tal situación, existen algunas opciones de manejo postcosecha, entre las que
se encuentran los recubrimientos y como afirma Baldwin (2012) contribuyen a
mejorar la calidad de los alimentos al llegar al consumidor. En busca de una
alternativa a bajo costo para los agricultores, la Universidad Tecnológica de
Tecamachalco, Puebla, otorga todas las facilidades para realizar una investigación
que permita determinar la eficacia de un recubrimiento comestible, ya que alberga
en sus instalaciones un invernadero dedicado al cultivo de la fresa, del cual se
recolectan los especímenes para su estudio en laboratorio.
De acuerdo a Pascal (2013), el recubrimiento elaborado con ingredientes
naturales, comestibles y de bajo costo, puede actuar como una barrera contra la
pérdida de humedad y brindar mayor firmeza, sin provocar cambios en el sabor y
apariencia de la fresa, por lo que ayudará a prolongar la vida de anaquel, sin
necesidad de la aplicación de alta tecnología de empaque que solo generan
mayores inversiones para ser distribuidas.
Materiales y métodos
Lugar de investigación e identificación de la muestra
Se utilizaron frutos de fresa variedad Albión de los invernaderos de la Universidad,
localizada en el municipio de Tecamachalco colonia la Villita, en estado de
madurez tres, libres de lesiones, daños mecánicos o enfermedades según las
normas técnicas, luego fueron sometidos a operaciones de lavado y desinfección.
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Los compuestos empleados en la elaboración del recubrimiento comestible fueron:
agua, grenetina (proteína animal), almidón de yuca (tapioca), ácido cítrico y
vitamina C. Se ejecutaron las siguientes etapas:
Apresto de las muestras.
Desarrollo de tres fórmulas.
Preparación del recubrimiento.
Descripción de la funcionalidad de compuestos utilizados
Características físicas del recubrimiento.
Aplicación en frutos frescos
Realización de pruebas fisicoquímicas y sensoriales.
Conclusiones.
Desarrollo
Preparación de las muestras
Las fresas recibidas en domos fueron sometidas a un proceso de selección, con la
finalidad de descartar frutos en inmadurez fisiológica, no enteros, malformados,
con presencia de daños por insectos-plaga, con deformaciones, roturas, rajaduras,
raspaduras, manchadas, podridas y con presencia de hongos. Después, fueron
sumergidas en agua a 10-12ºC por 2 minutos y desinfectadas con tiabendazol a la
concentración de 1500 ppm (partes por millón) en agua. Finalmente, son secadas
mediante una corriente de aire con 22 a 25ºC de temperatura y 65 a 70% de
humedad relativa.
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Formulaciones
Se ensayaron 3 formulaciones variando las cantidades de materiales. En la
primera formulación se utilizó agua, grenetina, tapioca, ácido ascórbico y ácido
cítrico. En la segunda formulación se consideró que la grenetina una proteína
fibrosa podría ser eficaz contra la perdida de humedad de la fresa al formar una
barrera poco visible y eficaz contra el intercambio de gases, por lo tanto, en el
revestimiento solo se incluyó agua, grenetina y ácido ascórbico. Para la tercera
formulación, se agregó grenetina y almidón de yuca (tapioca) en mayor
concentración contemplando que la barrera que se formaría sería más efectiva,
esto; debido a una concentración mayor en proteína y almidón.
Tabla 1:
Porcentajes de compuestos utilizados en cada formulación
Preparación del recubrimiento
La primera etapa en la elaboración de los recubrimientos es la hidratación de la
grenetina en un diluyente como agua. Por otro lado, se preparan soluciones con
almidón de yuca y ácido cítrico, de acuerdo a las formulaciones que se indican en
Ingredientes F1 F2 F3
Grenetina 3% 4% 4%
Tapioca 4% 5%
Ácido ascórbico 1% 1% 1%
Ácido cítrico % 1%
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la tabla n°1. Posteriormente, dicha solución se calienta a 75°C durante 15 minutos.
A continuación se retira del calor y cuando alcance una temperatura de 60 a 63°C
se agrega la grenetina hidratada, se homogeniza y después se deja enfriar a 22°C
para ser aplicada a las fresas previamente acondicionadas. Durante el proceso de
enfriado se agrega el ácido ascórbico al recubrimiento, cuya función es actuar
como un aditivo antipardeamiento.
Figura 1. Formulación del recubrimiento
Función de componentes
Proteína animal (grenetina). Aporta al recubrimiento mejores propiedades
mecánicas y de barrera al oxígeno y dióxido de carbono (Pérez. Gago et al.,
2006).
Polisacárido (Almidón de yuca). Disminuye la taza de respiración, retrasa la
pérdida de peso por deshidratación, prolongan la perdida de firmeza y
pigmentación causado por microorganismos, inhiben el pardeamiento enzimático y
reacciones metabólicas asociadas con la maduración, promueven la conservación
de propiedades mecánicas y conservan características sensoriales, retrasando la
maduración e incrementando la vida útil de la fruta.
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Ácido cítrico. En conjunto con el almidón de yuca ofrece un efectivo mantenimiento
de las características de color de las frutas.
Vitamina C. Su función es actuar como aditivo antipardeamiento (Robles. Sánchez
et al., 2013).
Características físicas del recubrimiento
El producto obtenido posee color trasparente con ligera turbidez que al ser
aplicado sobre los frutos de fresa no alteran el color de éstas. Es de sabor
ligeramente ácido, sin embargo al ser aplicado a la fresa no altera el sabor debido
a que el sabor ligeramente acido es propio de esta tipo de fruta. Su aroma es
neutro y posee una densidad mayor que la del agua.
Resultados
Efectividad del recubrimiento sobre frutos de fresa
Las formulaciones de los recubrimientos se aplicaron sobre las muestras de fresa
y se evaluó su efectividad mediante pruebas fisicoquímicas (°brix, pH y acidez) y
sensoriales (color, sabor, aroma y textura), las cuales fueron medidos a los 3, 6, 9
y 11 días. También fueron sometidas muestras testigo para evaluar el
comportamiento entre muestras con y sin recubrimiento. Los resultados se
muestran en la tabla N°2.
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Seguimiento visual a las fresas control y tratadas durante el almacenamiento
Figura 2. Aspecto físico de frutos de fresa recubiertos (a) y no recubiertos b) a los 0 días.
Figura 3. Aspecto físico de frutos de fresa recubiertos (a) y no recubiertos b) a los 6 días de almacenamiento a 6°C.
a) b)
a) b)
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Figura 4. Aspecto físico de frutos de fresa recubiertos (a) y no recubiertos b) a los 9 días de almacenamiento a 6°C.
Tabla 2:
Tabla de parámetros evaluados
ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS
pH °Brix Acidez
Días Días Días
0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11
F
1
3.5
1
3.5
2
3.5
2
3.5
3
8.7 8.8 8.8 8.9 0.1312
%
0.1315
%
0.1338
%
0.1292
%
F
2
3.5
2
3.5
1
3.5
3
3.5
1
8.7 8.7 8.8 8.8 0.1309
%
0.1312
%
0.1325
%
0.1248
%
F
3
3.5
2
3.5
3
3.5
3
3.5
2
8.8 8.8 8.9 8.7 0.1318
%
0.1311
%
0.1335
%
0.1344
%
C 3.5
6
3.5
7
3.5
5
3.5
6
3.5
6
8.6 8.8 8.9 9.9 10 0.1208
%
0.1176
%
0.1203
%
0.1198
%
0.1148
%
a) b)
11
7.5
8
8.5
9
9.5
10
10.5
0 3 6 9 11
Gra
dos
°Bri
x
Días de almacenamiento
Grafica de Comparación de °Brix entre Formulas y Testigo
F1
F2
F3
T
Tabla 3. Análisis Sensoriales realizados en las formulaciones y muestra control
Figura 5. Efecto de los recubrimientos a base de grenetina en los° Brix en frutos de fresa almacenados a 6 ° C.
Fuente: Elaboración propia
Color Aroma Sabor Textura
Días Días Días Días
0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11
F1 B B B A B B B A B B B A B B B A
F2 B B B A B B B A B B B A B B B A
F3 B B B A B B B A B B B A B B B A
C B B M B B A M B B A B B M
12
3.5
3.52
3.54
3.56
3.58
0 3 6 9 11
pH
Días de almacenamiento
Grafica de Comparación de pH entre Fórmulas y Testigo
F1
F2
F3
T
0.1000
0.1200
0.1400
0 3 6 9 11
% A
cide
z
Días de almacenamiento
Grafica de Comparaciónde acidez entre Formulas y Testigo
F1
F2
F3
T
Figura 6. Efecto de los recubrimientos a base de grenetina en el °pH en frutos de fresa almacenados a 6°C.
Fuente: Elaboración propia
Figura 7. Efecto de los recubrimientos a base de grenetina en el % de acidez en frutos de fresa almacenados a 6°C.
Fuente: elaboración propia
Resultados y discusión
En general los tratamientos con recubrimiento comestible presentan diferencias
significativas en los resultados de color en comparación con las muestras testigo.
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Los recubrimientos comestibles a base de polisacáridos como el almidón retrasan
el pardeamiento en los productos recién cortados.
Un recubrimiento de almidón de yuca (tapioca) y ácido cítrico ofrecen un efectivo
mantenimiento de las características de color en las frutas, debido al efecto
combinado del recubrimiento y el ácido cítrico. Así mismo el ácido ascórbico o
vitamina C, minimiza la oxidación.
Por otro lado, se observa disminución en los valores de pH debido a la
aplicación de ácido cítrico y ácido ascórbico (Tabla 2). En el día 0 (sin aplicación
de ácidos) la fresa presentaba un pH de 3.56 y al día 3 de almacenamiento con la
presencia de ácidos en las formulas 1, 2 y 3 presentó un valor entre 3.51 y 3.52.
Del día 3 al 11, el pH se mantiene entre 3.51y 3.53.
Con respecto al parámetro de grados brix en el día 0 presento 8.6 grados y
al día 3 con la aplicación del recubrimientos dio un valor entre 8.7 y 8.8. Al día 11
las muestras con recubrimiento se mantuvieron entre 8.7 y 8.9, mientras que las
muestras testigo dieron un valor de hasta 10 °brix.
Con relación al parámetro de acidez, se observó disminución en muestras
testigo durante el almacenamiento de la fresa, mientras que en las formulas 1, 2 y
3 no existe diferencia significativa.
Debido a que la fruta continua su respiración después de la cosecha, los cambios
fisicoquímicos avanzan, terminando en la senescencia y muerte del fruto. Los
cambios que se dan se pueden generalizar en un decaimiento en la cantidad de
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almidón que, por su desdoblamiento debido a actividad enzimática, culmina en un
aumento en la cantidad de azúcares y por consiguiente disminución de acidez.
Impactos del proyecto
Social: Es un producto de fácil aceptación debido a que no altera el sabor de los
frutos de fresa y solo actúa como una barrera contra la pérdida de humedad,
además de hacerlas más resistentes contra daños mecánicos provocados por el
transporte.
Económico: Es un producto de bajo costo debido a que los materiales que son
utilizados se adquieren fácilmente en la región, en comparación a otros que
requieren de cierto proceso para su obtención, generando de esta manera gastos
adicionales, y por lo tanto, un aumento en el costo total del producto.
Ecológico: Es un producto elaborado con ingredientes naturales, que ayudará a
prolongar la vida de anaquel de la fresa, sin necesidad de la aplicación de alta
tecnología de empaque: envasado en atmosferas modificadas y/o el empleo de
materiales de empaque como: cajas termoformadas de poliestireno biorientado
(BOPs) y bandejas de poliestireno expandido (EPS) recubiertas con vinilpel
(película plástica extensible), que si bien es cierto ayudan a prolongar la vida de
anaquel de los frutos de fresas, sin embargo generan gastos adicionales, además
de contaminar al medio ambiente cuando éstos son desechados.
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Conclusión
De acuerdo con los resultados obtenidos se determinó que los recubrimientos
comestibles formulados con grenetina y aplicados sobre fresas frescas logran
aumentar su vida útil hasta 11 días, disminuyendo las pérdidas de humedad, el
índice de respiración, manteniendo la firmeza y produciendo mínimas variaciones
perceptibles de color, en comparación con los frutos sin recubrimientos utilizados
como muestras testigo.
De acuerdo a las formulaciones evaluadas no se observan diferencias
significativas en cuanto a los parámetros realizados, sin embargo al realizar un
análisis de costos en cuanto a los materiales utilizados, se determinó que la
formulación más viable es la fórmula No 1.
Sensorialmente, las fresas con recubrimiento mantuvieron el atributo de
sabor y jugosidad hasta el día 11, mientras las fresas control suscitan rechazo a
los 6 días de almacenamiento.
La conservación en frío reduce la tasa de respiración y la pérdida de
humedad y retarda el crecimiento microbiano, permitiendo extender la vida útil y
conservar la calidad de la fruta, por lo tanto, en conjunto con un recubrimiento
comestible prolongará a un más la vida de anaquel de la fresa, además de
hacerlas más resistentes a los daños mecánicos causados por el transporte.
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Bibliografía
Angulo, Rafael. 2009. “Fresa”. Bayer Cropscience S.A. Bogotá. 44p.
Baldwin, E., Hagenmaier, R. y Bai, J. (2012). Recubrimientos comestibles y
películas para mejorar la calidad de los alimentos.
Falguera, V., Quintero, J. P., Jiménez, A., Muñoz, J. A. e Ibarz, A. (2011).
Películas y recubrimientos comestibles: Estructuras, funciones activas y
tendencias en su uso. Tendencias en Ciencia y Tecnología.
Pascal, M. y Lin, S. J. (2013). La aplicación de películas de polímeros comestibles
y revestimientos en la industria alimentaria. Alimentos, Procesamiento y
Tecnología.
Pérez --- Gago, M. B., Serra, M., Alonso, M., Mateos, M. del Río M. A. (2005).
Efecto de la proteína de suero e hidroxipropilmetilcelulosa --- revestimientos
compuestos comestibles a base de cambio de color de las manzanas recién
cortadas. Biol Technol poscosecha.
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Apéndice A
Fotografías tomadas al día de las formulaciones y muestra testigo
Fórmula 1 Formula 2
Fórmula 3 Testigo
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Apéndice B
Fotografías tomadas al día 11
Formula 1 Formula 2
Formula 3
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Apéndice C
Norma para la determinación de grados °Brix en frutas
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Apéndice D
Norma para la determinación de acidez en frutas
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23