1.10. TÉCNICAS Y PARÁMETROS DE CONTROL DE CALIDAD EN FRUTAS Y HORTALIZAS 1.10.1. Control de calidad en hortalizas Miguel Ángel Domene Ruiz madomene@fundacioncajamar.com Área de Alimentación y Salud, Estación Experimental Cajamar ‘Las Palmerillas’
Índice 1. 2. 2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 3. 3.1. 3.2. 3.3. 3.4. 3.5. 4.
Introducción Normalización de parámetros de calidad externa Morfología de fruto Color Firmeza Crocanticidad Normalización de parámetros de calidad interna ⁰Brix o contenido total de sólidos solubles (CSS) Acidez activa - pH Acidez valorable total Contenido de humedad y sólidos totales (materia seca) Jugosidad Índice de madurez
2 2 2 3 8 10 10 10 14 15 18 19 20
Resumen La calidad es una categoría muy compleja, difícil de definir por el componente subjetivo que cada consumidor aplica individualmente a un mismo alimento. Un componente que, además ser muy personal, además evoluciona con el tiempo. No obstante, en todo momento podemos relacionarlo con la capacidad de un producto para satisfacer las demandas y expectativas de los consumidores, a su grado de excelencia, superioridad o idoneidad para cada uso particular. En definitiva, puede concluirse que un alimento es de calidad siempre que cumpla con unos valores normalizados establecidos a partir de criterios claros y homogéneos, que pueden medirse, y caracterizar así, de forma rigurosa, la percepción del consumidor final. En Cajamar trabajamos para avanzar en los métodos de medición directa de estos parámetros mediante parámetros normalizados, lo que favorece la automatización y la objetividad del proceso, y sobre todo para transmitir al sector el convencimiento de que la calidad como fórmula de competitividad en el mercado, muy por encima del precio final, es la única garantía de seguir avanzando en el liderazgo global de nuestra oferta agroalimentaria.
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1. Bases de la tecnología poscosecha
1. Introducción En el área de Alimentación y Salud de los centros experimentales de Cajamar, especializados en agricultura intensiva mediterránea, se trabaja en colaboración con empresas punteras e investigadores de primer nivel en el desarrollo y la adaptación de soluciones tecnológicas que nos ayuden a mejorar cada día la productividad, la eficiencia y la sostenibilidad de nuestras producciones. Para ello, partimos de la premisa de que para fomentar la competitividad de nuestro sector agroalimentario hay que apostar la diferenciación y la calidad tanto en productos como en servicio y procesos. En el caso de las frutas y hortalizas frescas, para lograr este objetivo es fundamental la cuantificación y normalización los valores óptimos de los parámetros organolépticos externos e internos responsables de sabor, apariencia, textura, aroma y, en general, cualquiera de las propiedades sensoriales de uno cada de los productos que llenan los lineales del supermercado. Ya sean de naturaleza visual, como la morfología y el color; táctiles o gustativas, como el dulzor y la acidez. La calidad es una categoría muy compleja, difícil de definir por el componente subjetivo que cada consumidor aplica individualmente a un mismo alimento. Un componente que, además ser muy personal, además evoluciona con el tiempo. No obstante, en todo momento podemos relacionarlo con la capacidad de un producto para satisfacer las demandas y expectativas de los consumidores, a su grado de excelencia, superioridad o idoneidad para cada uso particular. En definitiva, puede concluirse que un alimento es de calidad siempre que cumpla con unos valores normalizados establecidos a partir de criterios claros y homogéneos, que pueden medirse, y caracterizar así, de forma rigurosa, la percepción del consumidor final. En Cajamar trabajamos para avanzar en los métodos de medición directa de estos parámetros mediante parámetros normalizados, lo que favorece la automatización y la objetividad del proceso, y sobre todo para transmitir al sector el convencimiento de que la calidad como fórmula de competitividad en el mercado, muy por encima del precio final, es la única garantía de seguir avanzando en el liderazgo global de nuestra oferta agroalimentaria.
2. Normalización de parámetros de calidad externa 2.1. Morfología del fruto Son aquellas que sirven para caracterizar el tamaño y la forma del fruto. Son peso, longitud, espesor de pared, diámetros ecuatoriales, axiales, curvatura de fruto (Figura 1).
Figura 1. a) Medida de peso de fruto en balanza; b) Diámetro transversal en pimiento con calibre; c) Estimación de longitud de fruto de pepino con cinta métrica de sastre
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Todos son parámetros que van a conformar y caracterizar la geometría del fruto u hortaliza en estudio, es decir, masa, forma, calibre y homogeneidad en el tamaño. Para determinarlos la infraestructura necesaria es una balanza, calibre digital y cintas métricas. Siempre es conveniente realizar tamaños muéstrales de 10 a 40 frutos y si es posible 4 repeticiones de cada tratamiento que se considere. Otro parámetro que es importante a la hora de evaluar la morfología es el espesor de pared de fruto, para eso cortamos las réplicas y medimos en varios puntos en el plano ecuatorial con calibre el espesor de pared de un tomate, pimiento, etc. En melón y sandía también es importante determinar el diámetro de la cicatriz pistilar. 2.2. Color Muchos colorimetristas opinan que el color es el parámetro más importante, puesto que, si un producto no tuviese una buena presencia colorimétrica, el consumidor no podría llegar nunca a juzgar los otros aspectos organolépticos. El color es una propiedad física, tal y como lo percibe el ojo, es una interpretación por parte del cerebro del carácter de la luz procedente de un objeto. El ojo contiene en la retina dos tipos de células sensibles: los bastones que son sensibles a la claridad y a la oscuridad y los conos al color. Vemos que para la interpretación del color se relaciona al mismo tiempo la psicología del observador, la fisiología de la visión y la energía radiante espectral de la fuente de luz. La medición del color se puede realizar de 2 formas: evaluación visual o por análisis instrumental. En la evaluación visual (Figura 2), se establece una escala de valores y se pueden recurrir a cartas de colores, pero su determinación no es muy rigurosa pues su determinación siempre estará condicionada por el ojo del observador que realice la clasificación, además será una clasificación poco útil a la hora de establecer diferencias entre tratamientos de un mismo fruto o a la hora de automatizar una línea industrial de clasificación por color.
Figura 2. Escala de valores del 1 al 5, para una clasificación visual en frutos de pepino
En el análisis instrumental, la determinación es más rigurosa y científica se realiza con un cronómetro, que realiza tres disparos de luz sobre la superficie de cada fruto para promediar un valor previa calibración con un blanco, se fundamente en emitir una fuente de luz blanca interna que ilumina la superficie, absorbiendo a continuación la luz reflejada en el fondo y procesándola. El color normalmente viene definido por un sistema cartesiano tridimensional y como esto no es fácil representarlo en el plano, se sustituye por representaciones geométricas planas llamadas diagramas cromáticos. Una de las propiedades más importantes que se le va a exigir a cualquier espacio de color utilizado para representar o nombrar colores es la uniformidad. Es
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decir, todas las diferencias de color igualmente percibidas deben representarse en tal espacio uniforme por las mismas distancias. Aunque se puede trabajar con varios sistemas de coordenadas de color el mĂĄs parecido al ojo humano y adaptado como norma UNE es el CIELab que es un sistema cartesiano definido por tres coordenadas colorimĂŠtricas (L*, a* y b*) (Figura 3): la coordenada L*recibe el nombre de claridad o luminosidad (toma valores desde 0 negro hasta 100 blanca), es decir, estĂĄ referida al componente blanco-negro que presenta un alimento. El parĂĄmetro a* indica el componente rojo-verde en la muestra analizada, bajo las condiciones establecidas por el sistema CIELAB, donde el rojo representa los valores positivos y el verde los valores negativos. El parĂĄmetro b* define el componente amarillo-azul presente en una muestra, donde el azul representa los valores negativos y el amarillo los valores positivos.
Figura 3. RepresentaciĂłn espacial de las coordenadas cartesianas del espacio de color CIELab, El eje vertical z coincide con la coordenada L que define claridad, y luego en plano bidimensional xy aparecerĂan las coordenadas a y b que define cromaticidad
Con las coordenadas colorimĂŠtricas anteriores ya es posible establecer clasificaciĂłn de colores en frutas y hortalizas, pero todavĂa no estarĂa definido de forma completa y rigurosa el color, pues faltan dos matices cromĂĄticos importantes, por un lado, el tono de un color y el grado de separaciĂłn de colores de un tono determinado y un gris de la misma claridad. Otro parĂĄmetro destacable es el Ăndice de color, pues representa una variable general con respecto a la que definir un color en una escala general de productos hortofrutĂcolas (EcuaciĂłn 1). đ??źđ??ś =
(1000 Ă— đ?‘Ž) đ??żĂ—đ?‘? EcuaciĂłn 1
El IC* por sus caracterĂsticas de variaciĂłn puede utilizarse como variable de control de la calidad organolĂŠptica de alimentos (Figura 4). -
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Si IC* es negativo (-40 a -20), su valor relaciona los colores que van desde el azulvioleta al verde profundo. Si IC* es negativo (-20 a -2), su valor relaciona los colores que van del verde profundo al verde amarillento Si IC* estĂĄ entre -2 a +2, representa el amarillo verdoso. Si IC* es positivo (+2 a +20), se relaciona con los colores que van desde el amarillo pĂĄlido al naranja intenso. www.bibliotecahorticultura.com
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Si IC* es positivo (+20 a +40), se relaciona con los colores que van desde el naranja intenso al rojo profundo.
Figura 4. Medida de color en fruto de melĂłn y pimiento amarillo
Con valores de Ăndice de color prĂłximos a 20, se evalĂşan las tonalidades rojas, a mĂĄs Ăndice de color mĂĄs rojo. Otro parĂĄmetro muy interesante para determinar sobre todo diferencias de color entre diferentes tratamientos o diferenciaciĂłn visual con respecto a un control, es ΔE que da la diferencia de sensaciĂłn, al comparar dos colores de fruto (EcuaciĂłn 2). 1â „ 2
∆đ??¸ = [(đ??ż0 − đ??ż)
1â „ 2
+ (đ?‘Ž0 − đ?‘Ž)
1â „ 1â „ 2 2]
+ (đ?‘?0 − đ?‘?)
EcuaciĂłn 2
Valores de referencia de frutos comercialmente importantes en la provincia de AlmerĂa, tomate larga vida, raf y cherry a medida que avanza su maduraciĂłn poscosecha (figura 5).
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Figura 5. Valores de referencia de las coordenadas de color de los tomates larga vida, raf y cherry a medida que avanza su estado de maduraciĂłn
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En la siguiente figura (Figura 6) podemos ver el comportamiento en la evolución de coordenadas colorimétricas a medida que avanza la maduración en tomate Larga Vida.
Figura 6. Variación de coordenadas colorimétricas en gama de colores durante la maduración de tomate larga vida
Para la figura anterior vemos la evolución del cociente a/b en la escala de colores, vemos como se estabiliza cuando alcanza el color rojo en plena maduración, vemos que nos puede servir como un buen índice de calidad para establecer valores óptimos de madurez comercial. En las siguientes figuras (Figuras 7, 8 y 9) observamos la evolución en color de tomate en sus tres estadios comerciales que son el rojo, pintón y verde y su evolución colorimétrica en las tres coordenadas a, b y L. En la Figura 6 vemos la evolución de la claridad donde podemos observar como el verde siempre es el que da claridades mayores, el pintón valor medio y las claridades más bajas corresponden al rojo.
Figura 7. Evolución de coordenada L en maduración poscosecha en los tres estados de recolección, rojo, pintón y verde.
En la Figura 8 observamos como de las tres coordenadas colorimétricas para sacar información directa la a* es quizás la que muestra las mayores variaciones y puede ser la que mejor defina el cambio de color en el fruto durante la maduración.
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Figura 8. Evolución de coordenada a en maduración poscosecha en los tres estados de recolección, rojo, pintón y verde
En la Figura 9 podemos observar como la coordenada b al igual que la L no presenta muchas diferencias significativas entre los tres tipos de frutos ni al avanzar el proceso de maduración.
Figura 9. Evolución de coordenada b en maduración poscosecha en los tres estados de recolección, rojo, pintón y verde
2.3 Firmeza Es un parámetro indicativo de la calidad de los tomates frescos y hortalizas en general y está relacionada con la estructura de la pared de celular, con el estado de madurez y su determinación es fundamental para aceptabilidad y almacenamiento de frutas y hortalizas. La firmeza depende de la turgencia, cohesión, forma y tamaño de las células que conforman la pared celular, la presencia de tejidos de sostén o soporte y de la composición del fruto. Los componentes de las paredes celulares que contribuyen con la firmeza son la hemicelulosa, la celulosa y la pectina. La firmeza va disminuyendo con el tiempo y no todos los frutos evolucionan con igual velocidad, por lo que es fundamental el seguimiento de cada uno por separado. Las curvas características nos definirán: a) Periodos óptimos de almacenamiento, midiendo firmeza y Tª de almacenamiento. Esto nos permitirá definir el periodo máximo de almacenamiento, b) Momento óptimo de venta del producto, c) Según temperatura, prever periodo máximo de venta.
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El ablandamiento de la pulpa de los vegetales es uno de los mecanismos bioquímicos que plantea más problemas a la hora de optimizar la comercialización de estos productos, ya que además de producir una pérdida de calidad (sobremaduración) aumenta la sensibilidad a los daños mecánicos y al ataque fúngico. Para su determinación se utiliza un penetrómetro y su medida se basa en la presión necesaria para insertar un puntal de tamaño específico en la superficie o pulpa, a profundidad dada. Los penetrómetros se encuentran disponibles con medidores calibrados en el sistema métrico (Kg) y el imperial (lb) (Figura 10). Cada instrumento se entrega con dos puntales desprendibles de 8 mm de diámetros (equivale a una superficie de 0,5 cm2) y de 11 mm (1 cm2), el primero es aconsejable para frutos duros (tomate, pimiento, etc.) y el segundo para blandos (melón, sandía, etc.). En condiciones ideales el penetrómetro debe estar montado sobre un soporte fijo de perforación para garantizar que se aplique la presión a un ritmo controlado e invariable y a un ángulo constante con respecto al fruto, es decir, verticalmente hacia abajo. Esto resulta más difícil de lograr en penetrómetros de mano (durómetros). Con respecto a la medida, al ser una deformación normal se debería expresar en términos de presión que serían KPa en el sistema internacional, aunque en bibliografía es frecuente el uso de unidades de fuerza (N) o incluso directamente Kg.
Figura 10. Penetrómetro Penefel DFT 14 sobre soporte fijo, para medir dureza. Detalle del esfuerzo normal aplicado, expresado como el cociente de fuerza aplicada partido la superficie sobre la que se aplica, equivalente a una presión, en el caso de un tomate
También es muy común realizar el test de punción en N/mm que es un valor menos variable. Para tener un dato fiable siempre es recomendable la realización de varias repeticiones y realizar la medida con una velocidad de penetración constante del puntal de 200 mm/minuto, insertando el puntal 8mm. En la siguiente figura (Figura11) podemos ver la escala de firmeza en fruto de tomate, con los valores de firmeza expresados como una fuerza en Newton.
Figura 11. Escala de firmeza en frutos de tomate. Varía desde muy blandos hasta muy firmes cuando superan los 20 N
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2.4 Crocanticidad Para la determinación de este parámetro podemos hacerlo mediante método directo en escala subjetiva de 1 a 5. Lo que hacemos es tomar frutos de la hortaliza y con pelador quitar la piel y una vez pelado se cortan rodajas de 1 cm de espesor aproximadamente para proceder a dar un bocado (Figura 12), por la misma persona para intentar minimizar el error del operario y que lo clasifique en una escala subjetiva creciente de 1 a 5. Tomaremos 10 frutos por repetición.
Figura 12. Determinación de crocanticidad en fruto de pepino, se da un bocado a una rodaja de 1 cm. Y se evalúa en escala de 1 a 5
Al ser un valor un tanto subjetivo se puede cuantificar de forma normalizada mediante la medida de la firmeza en corona y en placenta con el penetrómetro y establecer un parámetro objetivo en base a los parámetros respectivos de dureza.
3. Normalización de parámetros de calidad interna Nos centraremos en caracteres internos que se refieren a las sensaciones percibidas por el consumidor como el dulzor, sabor, aroma, etc., los cuales son más difíciles de valorar. Estos parámetros definirían una calidad interna, aunque existen factores bióticos y abióticos que hacen variar las mismas y exige el conocimiento de dicha variación mediante el estudio y la realización de ensayos de los mismos. 3.1. ⁰Brix o Contenido total de sólidos solubles (CSS) La escala Brix se utiliza en el sector de alimentos, para medir la cantidad aproximada de azúcares en zumos de fruta, vino o líquidos procesados dentro de la industria agroalimentaria ya que en realidad lo que se determina es el contenido de sólidos solubles totales, dentro de esta y centrándonos en la industria agrícola, los técnicos siempre hacen referencia al contenido de azucares y se utiliza para hacer un seguimiento in situ en la evolución de la maduración de frutos y su momento óptimo de recolección. La determinación se realiza por medio de un refractómetro, aparato que sirve para cuantificar el fenómeno físico de refracción, que consiste en el cambio de medios con distinto índice de propagación en función del cambio de dirección que sufre un rayo de luz al pasar oblicuamente de un medio a otro con distinto índice de propagación (Figura 13), y se fundamenta en la medida del ángulo crítico que produce el fenómeno de reflexión total. La cantidad de desviación depende de la interacción del rayo incidente y de las densidades relativas de los dos medios:
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cuanto mayor es el ángulo del rayo y la diferencia de densidades, mayor es la refracción, todos los refractómetros tienen compensación automática de temperatura, para que dicho factor no interfiera en la variación que la misma provoca en la medida.
Figura 13. Fenómeno físico de refracción y reflexión y relaciones físicas entre los índices de propagación de medios ángulos de incidencia y refracción, velocidades y longitudes de onda
Este fenómeno de refracción puede cuantificarnos el contenido en sólidos solubles y es quizás a nivel de monitorización y seguimiento de frutos en cultivos el índice de calidad que más se utiliza. Dentro de los sólidos solubles, los componentes más abundantes son los azucares y los ácidos orgánicos y dentro del fruto existe una diferencia de concentración en función de la parte del mismo por ejemplo en un fruto de tomate existe mayor cantidad de azucares en el exocarpio y mayor acidez en la parte interna del fruto. En la sandía pasa lo mismo, existe un gradiente desde el exterior hacia dentro, en el contenido de °Brix (Figura 14), de esto se puede deducir que para definir un valor representativo del fruto es necesario obtener un zumo procedente de un licuado del mismo y posteriormente someterlo a una filtración (Figura 15), para obtener el zumo sobre el cual medir con refractómetro, posteriormente aprovechar dicho zumo para la determinación de los otros parámetros de calidad interna, especialmente pH y acidez valorable.
Figura 14. Fenómeno físico de refracción y reflexión y relaciones físicas entre los índices de propagación de medios ángulos de incidencia y refracción, velocidades y longitudes de onda
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Figura 15. Fenómeno físico de refracción y reflexión y relaciones físicas entre los índices de propagación de medios ángulos de incidencia y refracción, velocidades y longitudes de onda
La concentración en sólidos solubles se expresa en °Brix que originalmente es una medida de densidad (1 °Brix es la densidad de una disolución de sacarosa al 1 % peso y a esta le corresponde un índice de refracción, de esta manera se establece la correspondencia entre porcentaje de sólidos solubles y grados Brix). El refractómetro que se usa en la determinación de grados Brix puede ser de tipo digital (Figura 16). Es de uso sencillo en el que se realiza el blanco colocando unas gotas de agua destilada en la lente y pulsando el botón “zero”, se limpia con un papel, se añade unas gotas del zumo que queremos determinar y pulsamos el botón “start”. El refractómetro digital nos dará la medida directamente en la pantalla.
Figura 16. Refractómetro digital modelo Atago Pal 1. Este modelo es portátil, de bolsillo y de bajo coste
También son muy utilizados los refractómetros manuales (Figura 17), la óptica es precisa y la determinación se realiza echando unas gotas del zumo de la hortaliza si es muestra licuada en laboratorio o fruto si la determinación se realiza in situ.
Figura 17. Refractómetro manual. Este modelo es portátil y de bajo coste. Detalle de la medida en la interfase clara y oscura que se forma
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Para medir con el refractómetro manual, limpiar y secar cuidadosamente la tapa y el prisma antes de comenzar la medición. Ponga 1 - 2 gotas de la prueba en el prisma, al cerrar la tapa, la prueba se reparte homogéneamente entre tapa y prisma. Puede utilizar una pipeta para poner la prueba sobre el prisma principal. Evite que se formen burbujas de aire, ya que esto podría tener un efecto negativo en el resultado de medición. Moviendo ligeramente la tapa conseguirá repartir más homogéneamente el fluido de prueba. Sostenga el refractómetro bajo la luz solar, podrá ver la escala a través del ocular. El valor se podrá leer entre el límite claro / oscuro. Girando el ocular podrá ajustar / precisar la escala. Limpiar y secar cuidadosamente el prisma y la tapa después de cada medición para evitar que queden restos que pudieran afectar a futuras mediciones. Para ver la interfase de forma clara y leer en la escala procurar orientar a la luz de forma correcta, en condiciones de poca luminosidad la interfase no se vera de forma clara al estar el fenómeno de la reflexión total minimizado por falta de haces luminosos. En la Figura 18, presentamos valores de referencia obtenidos de nuestros ensayos teniendo en cuenta una matriz muestral de al menos 100 datos por cultivar. En el mismo se representa el rango de valores, la mediana y la distribución de los percentiles al 25 y 75%, para hacernos una idea de la homogeneidad en la matriz muestral de cada cultivar. Para entender esto, diremos que cuanto mayor sea la caja representada mayor dispersión de datos en los diferentes ensayos históricos del mismo cultivar y la raya central oscura representa la mediana de manera que si la caja es más ancha por la parte inferior la mayoría de muestras se acumulan en el percentil del 25% y si lo es por la superior en el percentil del 75%.
Figura 18. Valores de referencia de °Brix en pimento california amarillo, verde, rojo, naranja, berenjena, tomate larga vida, cherry, melón y sandia
También quisiéramos destacar los valores de referencia de tomate raf que serían (8,33-8,69), el motivo de no ponerlos es el tamaño muestral tan pequeño que tenemos por ahora. En la Figura 19 vemos también los valores de especialidades de pimientos, estos aparecen aparte porque son valores de tamaño muestral menor, ya que han sido realizados para un ensayo concreto y el tamaño de la muestra ha sido menor.
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Figura 19. Valores de referencia de °Brix en especialidades de pimientos
En la Figura 20 aparecen también valores de referencia de °Brix de otro ensayo en pimientos snack, en el que quizás lo destacable sea el hecho de ver que dicho parámetro también se puede ver afectado por las condiciones de conservación, para cada cultivar aparecen los valores de °Brix en el día 0 (momento de recolección), a los 7 días de conservarse en cámara a 9⁰C y 90% de humedad relativa y a los 14 días que corresponden a los siguientes 7 días de sacarlo de cámara y conservarlos a temperatura ambiente simulando el lineal comercial.
Figura 20. Evolución °Brix en calidad en tres periodos día 0 (momento de recolección) a 7 días en cámara a 9⁰C y 90% HR y hasta 14 días a temperatura ambiente simulando lineal comercial
3.2. Acidez activa - pH Quizás se pueda considerar la medida potenciométrica más importante utilizada en la industria agroalimentaria y sirve para cuantificar la concentración de H3O+, existente en el zumo obtenido del licuado del fruto, que se puede considerar la acidez activa. Esto se puede relacionar con el contenido de ácidos presentes, la capacidad de proliferación microbiana en conservación (valores bajos permitirán una vida de anaquel más amplia) puesto que actuará a nivel fisiológico en el fruto como barrera fisiológica natural frente a la acción microbiana. Para su determinación se utiliza el electrodo selectivo de vidrio más utilizado que es el de la determinación de pH. Un electrodo de pH debe calibrarse antes de ser utilizado y debe volverse a calibrar cada dos horas en caso de uso continuo (Figura 21). Para su calibración normalmente existe la posibilidad de utilizar dos patrones, aunque disponemos de tres (4, 7 y 9), teniendo en
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cuenta que calibraremos el electrodo para que comprenda los valores del pH de la solución problema, normalmente todos tienen compensación automática de temperatura.
Figura 21. pH-metro de laboratorio
En la Figura 22, presentamos valores de referencia obtenidos de nuestros ensayos históricos, teniendo en cuenta una matriz muestral de al menos 100 datos por cultivar, la razón de esto es simple los valores de estos parámetros se ven afectados por diversos factores especialmente el manejo agronómico y las condiciones climáticas, luego si queremos valor representativo de un determinado cultivar habrá que caracterizarlo en diferentes condiciones para poder obtener un valor de referencia. El siguiente paso para la definición perfecta del valor de referencia, es estudiar la estadística de la mezcla de varias matrices grupales de estas características.
Figura 22. Valores de referencia de pH en pimento california amarillo, verde, rojo, naranja, berenjena, tomate larga vida, cherry, melón y sandia
Con respecto a la evolución del parámetro a lo largo del ciclo de cultivo, se puede concluir en los diferentes ensayos llevados a cabo que no presenta variaciones importantes que generen diferencias significativas entre muestreos a lo largo del ciclo de cultivo. 3.3. Acidez valorable total Determina la concentración total de ácidos contenidos en un alimento, hortaliza o fruto. Se determina mediante una volumetría ácido-base (determina los ácidos solubles como cítrico, málico, láctico, oxalacético, succínico, glicérico, fosfórico, clorhídrico, fumárico, galacturónico, glicérico, tartárico, etc). Los ácidos influyen en el sabor de los alimentos (aspereza), el color, la
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estabilidad microbiana y en la calidad de conservaciĂłn, y se determina por medio de una volumetrĂa ĂĄcido-base usando como base NaOH 0,1N y fenolftaleĂna como indicador. La valoraciĂłn ĂĄcido-base consiste en la determinaciĂłn de la concentraciĂłn de un ĂĄcido o una base, mediante la adiciĂłn de un volumen exactamente medido de base o de ĂĄcido de concentraciĂłn conocida (agente valorante).El punto de equivalencia de una valoraciĂłn se define teĂłricamente como el punto en el cual la cantidad de valorante agregado es estequiomĂŠtricamente equivalente a la sustancia objeto de la determinaciĂłn. En este punto de equivalencia, el nĂşmero de equivalentes de la sustancia a valorar serĂĄ igual al nĂşmero de equivalentes de sustancia valorante. En el punto de equivalencia, se cumple la EcuaciĂłn 3. đ?‘‰đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ Ă— đ?‘ đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ = đ?‘ Âş đ?‘‘đ?‘’ đ?‘’đ?‘žđ?‘˘đ?‘–đ?‘Łđ?‘Žđ?‘™đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’đ?‘ đ?‘‘đ?‘’ đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ đ?‘‰ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ Ă— đ?‘ ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ = đ?‘ Âş đ?‘‘đ?‘’ đ?‘’đ?‘žđ?‘˘đ?‘–đ?‘Łđ?‘Žđ?‘™đ?‘’đ?‘›đ?‘Ąđ?‘’đ?‘ đ?‘‘đ?‘’ ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ đ?‘‰đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ Ă— đ?‘ đ?‘?đ?‘Žđ?‘ đ?‘’ = đ?‘‰ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ Ă— đ?‘ ĂĄđ?‘?đ?‘–đ?‘‘đ?‘œ EcuaciĂłn 3
En el punto de equivalencia se produce un cambio brusco del pH. Por ello, este punto puede detectarse utilizando un pH-metro o mediante el empleo del indicador adecuado. El procedimiento se realiza aĂąadiendo una cantidad conocida de zumo (10ml) medidos exactamente con micropipeta a 50 ml de agua destilada medidos aproximadamente con probeta y unas gotas de fenolftaleĂna. Esta disoluciĂłn se valora con NaOH 0.1N que se enrasa en la bureta y se deja caer gota a gota hasta viraje del indicador (de transparente a rosa) y se anota el volumen gastado (Figura 23).
Figura 23. Diagrama esquemĂĄtico para realizar una volumetrĂa acido-base para la determinaciĂłn de la acidez valorable en zumos de frutas y hortalizas
Una consideraciĂłn importante es que a la hora de expresar el resultado se suelen utilizar tres ĂĄcidos caracterĂsticos dependiendo de su mayor contenido en las diferentes frutas y hortalizas, estos son ĂĄcido cĂtrico, mĂĄlico y tartĂĄrico (Figura 24).
Figura 24. FĂłrmulas y masas molares del ĂĄcido cĂtrico, mĂĄlico y tartĂĄrico donde observamos los protones disociables (color rojo) de cada uno de ellos
El procedimiento de cĂĄlculo es el indicado a continuaciĂłn dependiendo del ĂĄcido utilizado (Figura 25). Los datos se pueden presentar en g ĂĄcido/L zumo o en %.
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Figura 25. Procedimientos de cálculo de la acidez valorable en función del ácido utilizado
En la siguiente Tabla 1 se presentan las fórmulas simplificadas siempre que el volumen de zumo sea de 10 mL, y los ácidos mayoritarios para expresar la medida en diferentes frutas y hortalizas características. Tabla 1. Fórmulas de cálculo en acidez valorable en g L-1 y %, y clasificación de frutas y hortalizas para cuantificar su valor en función del ácido mayoritario Ácido Cítrico
% Ácido Vtit x 0,064
g Ácido/L Vtit x 0,64
Málico
Vtit x 0,067
Vtit x 0,67
Tartárico
Vtit x 0,075
Vtit x 0,75
Frutas y hortalizas Tomate, pimiento, cítricos, fresa, arándano, judía etc. Manzana, melocotón, pera, zanahoria, ciruela, patata, guisante, albaricoque, etc. Uva, aguacate, etc.
En el siguiente gráfico (Figura 26) presentamos valores de referencia obtenidos de nuestros ensayos teniendo en cuenta una matriz muestral de al menos 100 datos por cultivar.
Figura 26. Rango de valores de referencia en acidez en % Ac. Cítrico, para cultivares de pimiento, tomate, melón y sandia
Otra consideración importante y a tener en cuenta es la evolución de dicho parámetro durante el ciclo de cultivo y en poscosecha. En la gráfica de la Figura 27 vemos que el valor decrece a medida que avanza el ciclo de cultivo (tomate cherry con diferentes sistemas de descuelgue) pero en la Figura 28 que es el caso de especialidades de minipimientos el valor aumenta a medida que aumenta el periodo de conservación. www.bibliotecahorticultura.com
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1. Bases de la tecnología poscosecha
Figura 27. Evolución de acidez (g A. Cítrico/L) en tomate cherry en diferentes sistemas de descuelgue
Figura 28. Evolución de acidez (% Ac. Cítrico) de especialidades de minipimentos en poscosecha estándar a 7 días en cámara y hasta día 14 a temperatura ambiente
3.4 Contenido de humedad y Sólidos totales (materia seca) La determinación del contenido de humedad en la industria agroalimentaria es un factor importante en la calidad de frutas y hortalizas ya sean frescas y quizás cobre mayor importancia al hablar de las mismas pero procesadas e influye decisivamente en la conservación y en el deterioro de los frutos. La determinación de contenido en materia seca es también muy importante a la hora de calcular los demás sustituyentes de frutas y hortalizas sobre materia seca, que es una base uniforme y menos variable que el peso fresco. Todas las frutas y hortalizas contienen agua como componente mayoritario que oscila entre un 60 % y 96 %. Los métodos más utilizados son los métodos de secado, se calcula el porcentaje en agua por la perdida en peso debida a su eliminación por calentamiento bajo condiciones normalizadas. Aunque estos métodos dan buenos resultados que pueden interpretarse sobre bases de comparación, es preciso tener presente que a) algunas veces es difícil eliminar por secado toda la humedad presente; b) a cierta temperatura el alimento es susceptible de descomponerse, con lo que se volatilizan otras sustancias además de agua, y c) también pueden perderse otras materias volátiles aparte de agua. (Kirk et al, 1996) La determinación de secado en estufa se
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1.10. Técnicas y parámetros de control de calidad en frutas y hortalizas
basa en la pérdida de peso de la muestra por evaporación del agua del fruto a una determinada temperatura hasta peso constante. El principio operacional del método de determinación de humedad utilizando estufa y balanza analítica, incluye la preparación de la muestra, pesar la muestra fresca, a continuación secarla en estufa y finalmente pesar la muestra seca. Es importante tener en cuenta una serie de consideraciones, y es que el secado de frutos normalmente se realiza a 70 ⁰C, es mejor una estufa de aire forzado para favorecer la evaporación en la superficie de fruto. A continuación se presenta la Tabla 2 con valores promedio de referencia en el contenido de humedad de hortalizas típicas y por ende del contenido en materia seca (100 - % humedad). Los valores corresponden a calabacín, pepino, pimiento california rojo, pimiento italiano rojo, verde, brócoli, berenjena, tomate cherry, larga vida y raf. Tabla 2. Masa de agua por cada 100 gramos de fruto de calabacín, pepino, pimiento california rojo, verde, brócoli, berenjena y tomate cherry, larga vida y raf Hortaliza Calabacín Pepino Pimiento California Rojo Pimiento Italiano Rojo Pimiento Italiano Verde Brócoli Berenjena Tomate cherry Tomate larga vida Tomate raf
% Agua 89,00 ± 2,10 95,93 ± 0,18 89,22 ± 1,20 89,30 ± 1,34 91,51 ± 0,75 94,40 ± 1,75 92,50 ± 0,78 94,14 ± 0,14 93,28 ± 0,82 90,18 ± 1,40
3.5. Jugosidad Este parámetro nos informa acerca del contenido de zumo que tiene un determinado fruto. Expresa el valor en tanto por ciento del cociente entre la masa de zumo obtenida tras el proceso de licuado y la masa total de fruto para preparar el mismo. En la Figura 29 aparecen los valores promedio de jugosidad de las hortalizas características y más comercializadas en la horticultura almeriense.
Figura 29. Valores promedio de jugosidad en caja 1(tomate), caja 2 (pimiento), caja 3 (melón), caja 4 (sandia) y caja 5 (pepino)
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1. Bases de la tecnologĂa poscosecha
4. �ndice de madurez Es un paråmetro indirecto determinado a partir de la cuantificación del contenido total de sólidos solubles y la acidez valorable. Pero su importancia es grande ya que puede ser un indicativo bastante preciso para determinar la calidad organolÊptica de frutos, es decir, conociendo su valor podemos estimar el sabor de un determinado fruto o como nos alejamos del mismo. TambiÊn puede ser muy interesante en la evolución poscosecha de la calidad de frutos. Expresa la relación entre el contenido de sólidos totales solubles (°Brix) y la acidez, la forma de expresarlo la podemos ver en tabla 3. Tabla 3. Expresión del IM, teniendo en cuenta la forma de expresar la acidez en % y g L -1 IM = Proporción Azúcar / à cido IM = Proporción Azúcar / à cido
°Brix / % à cido (°Brix . 10)/ (g à cido . L-1)
Aunque en bibliografĂa este Ăndice tambiĂŠn aparece expresado como (meq NaOH 100 mL -1) / °Brix, para su interpretaciĂłn hay que ser conscientes de como se ha realizado la proporciĂłn para comparar datos, lo que sĂ es cierto es que todas las relaciones deben estar corregidas por constantes para que el valor de comparaciĂłn siempre sea el mismo. Existe un Ăndice de sabor de tomate (S) que estĂĄ basado en el contenido de azĂşcares y de ĂĄcidos del fruto (Navez et al., 1999) y se determina por la EcuaciĂłn 4. đ?‘† =đ??¸+đ??ź đ??¸=(
đ?‘† 10 − (10 − đ?‘Ž) 20
) EcuaciĂłn 4
I es el Ăndice de intensidad y se calcula por a/10, donde a es la concentraciĂłn de ĂĄcidos expresada como gramos de ĂĄcido cĂtrico por litro de muestra y S = es la concentraciĂłn de azucares totales (sĂłlidos solubles), expresados en g/L.
BibliografĂa Domene Ruiz, M.A.; Segura RodrĂguez M. “ParĂĄmetros de calidad externa en la industria agroalimentariaâ€?. Fichas de transferencia de FundaciĂłn Cajamar (2014). Domene Ruiz, M.A.; Segura RodrĂguez M. “ParĂĄmetros de calidad interna de hortalizas y frutas en la industria agroalimentariaâ€?. Fichas de transferencia de FundaciĂłn Cajamar (2014). Navez, B.; Letard, M.; Graselly, D.; Jost, J. (1999). Les critères de qualitĂŠ de la tomate. Infos-Ctifl, 155:41-47.
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