Tesis / 0242 / I.A. by MAOSABO

ESTUDIO DE LA APLICACIÓN DE ATMÓSFERA MODIFICADA Y DOS TIPOS DE EMPAQUE EN LA CONSERVACIÓN DE PIÑA (Ananas comosus (L.) Merry) VARIEDAD MANZANA, MINIMAMENTE PROCESADA.

LIZETTE LÓPEZ FUENTES NADINNE CUEVAS PARADA

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS BOGOTÁ D.C 2011

ESTUDIO DE LA APLICACIÓN DE ATMÓSFERA MODIFICADA Y DOS TIPOS DE EMPAQUE EN LA CONSERVACIÓN DE PIÑA (Ananas comosus (L.) Merry)) VARIEDAD MANZANA MINIMAMENTE PROCESADA.

LIZETTE LÓPEZ FUENTES NADINNE CUEVAS PARADA

Trabajo de grado para obtener el título de Ingeniero de Alimentos

Director Ing. Jesús Antonio Galvis Vanegas Ingeniero Agrícola.

FUNDACIÓN UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS BOGOTÁ D.C 2011

NOTA DE ACEPTACIÓN

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------Firma de Presidente de Jurado

-----------------------------------------------Firma del Primer Jurado

-----------------------------------------------Firma del segundo jurado Bogotá D.C. 2011

DEDICATORIA Dedicó este proyecto de grado en primer lugar a Dios, gracias por darme la oportunidad de vivir esta experiencia ya que sin ÉL nada de esto hubiera sido posible. Al igual que a mis padres, hermanos y hermana por el apoyo que me han brindado, por los buenos consejos, por hacer hasta lo imposible por la culminación de la carrera. Gracias por ser el motor de mi vida, los quiero mucho. Dedicó este proyecto a mi abuelita Graciela y abuelito Azael, quienes han hecho de mí una persona de bien, que me han dado la oportunidad de crecer como persona y de vivir esta experiencia. Gracias abuelita, desde el cielo me estas bendiciendo, te extrañaré mucho. A mi tía Bertha y Asdrúbal por ese apoyo incondicional que me han brindado por todo el amor y cariño que me han dado. Gracias los quiero mucho. A mis amigos de la universidad, gracias por acompañarme y apoyarme, por todos los momentos que compartimos de alegrías y tristezas. A mi amiga y compañera de esta investigación, por su apoyo en la realización de este proyecto, por la dedicación que haz brindado, gracias por acompañarme en el transcurso de mi carrera. Lizette López Fuentes

DEDICATORIA Me permito ante todo dirigir este trabajo a las fuerzas divinas que hicieron posible darme tranquilidad, fuerza y conocimientos para llegar al punto donde estoy ahora. En representación de las maravillas del cielo quiero dedicar este esfuerzo e investigación a mi familia, en especial a mis padres artífices de todos los valores, virtudes y códigos de ética y moral que he manejado en todos los ámbitos de mi existencia. A mi madre y a mi padre que con sacrificios incalculables me dieron la oportunidad de desarrollarme internamente como persona y como un miembro activo de esta sociedad. A mi hermano que con su particular personalidad y empatía ha alegrado mi mente durante este y otros tantos episodios de mi vida. También dedico esta investigación a la otra mitad responsable de cumplir este objetivo, una gran amiga, compañera y persona, a quien agradezco su acompañamiento y desarrollo de mi profesión durante todos estos años. Por último a mis amigos, personas que creyeron en mi y que me regalaron algo de su cariño, alegría y apoyo en momentos difíciles. A todos ustedes, prometo ser quien siempre he sido cada día, porque no creo tener debilidades sino procesos por mejorar, todo con el fin de convertirme en un ente activo para el desarrollo y cuidado del planeta. Los quiero.

Nadinne Cuevas P.

AGRADECIMIENTOS Las autoras expresan sus agradecimientos: En primer lugar a Dios, quien nos dió sabiduría y fortaleza para culminar satisfactoriamente nuestra carrera. A nuestras familias, quienes hicieron posible cumplir este objetivo con su apoyo y motivación para la culminación del mismo. Al Ingeniero Jesús Antonio Galvis Vanegas, director del proyecto y docente de la Fundación Universidad Agraria de Colombia “UNIAGRARIA”, por la colaboración y dedicación que nos brindo durante el desarrollo y culminación de este proyecto de investigación, así como su apoyo y valiosas orientaciones. Al profesor Guillermo Corredor y a la Ingeniera Gloria Helena González Blair, por su apoyo y valiosa colaboración.

TABLA DE CONTENIDO

PAG INTRODUCCIÓN

1. MARCO TEÓRICO 1.1. ASPECTOS GENERALES DE LA PIÑA 1.1.1. Taxonomía 1.1.2. Variedades 1.1.3. Caracterización química del fruto de piña 1.2. POSCOSECHA 1.3. PRODUCCION MUNDIAL 1.4. COMERCIO INTERNACIONAL 1.5. PRODUCCION NACIONAL 1.6. PRODUCTOS MINIMAMENTE PROCESADOS 1.6.1. Definición 1.6.2. Alteraciones de los productos mínimamente procesados 1.6.3. Importancia a nivel mundial de productos mínimamente procesados 1.7. ATMOSFERAS MODIFICADAS 1.7.1. Ventajas del envasado en atmósfera modificada 1.7.2. Inconvenientes del envasado en atmósfera modificada

3 3 4 5 6 9 10 12 14 15 15 16 17 18 20 21

1.7.3. Gases utilizados para el almacenamiento de frutas y hortalizas en atmosferas modificadas

2. METODOLOGÍA 2.1. MATERIALES Y REACTIVOS 2.2. TRATAMIENTOS 2.3. DISEÑO EXPERIMENTAL

23 26 27 28

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1. CARACTERIZACIÓN DE LA PIÑA VARIEDAD MANZANA 3.2. VARIACIONES FISICOQUIMICAS 3.2.1. Análisis de las variables físicas 3.2.2. Análisis de las variables químicas 3.3. VARIACIONES BIOQUÍMICAS 3.3.1. Análisis de azúcares

30 30 30 32 37 45 46

3.3.2. Análisis de ácidos 3.4. VARIACIONES MICROBIOLÓGICAS 3.5. VARIACIÓN ANÁLISIS SENSORIAL

51 56 61

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFIA ANEXO A ANEXO B ANEXO C

LISTA DE TABLAS

PAG Tabla 1. Taxonomía de la piña variedad manzana……………………………… Tabla 2. Caracterización del fruto de la piña variedad manzana…………….. Tabla 3. Características fisicoquímicas de tres variedades de piña cultivadas en igual densidad de siembra (46000 Plantas/Ha)……………………………… Tabla 4. Descriptores de color externo para piña variedad manzana……… Tabla 5. Producción mundial de piña……………………………………………. Tabla 6. Áreas y rendimientos del cultivo de piña…………………………….. Tabla 7. Producción de piña fresca en Colombia………………………………. Tabla 8. Propiedades físicas, ventajas e inconvenientes de los principales gases utilizados en el envasado en atmosfera modificada…………………….. Tabla 9. Distribución de los tratamientos por atmosfera y empaque utilizado Tabla 10. Relación de propiedades evaluadas de la piña (Ananas comosus (L) Merry) variedad manzana durante el almacenamiento en atmosfera modificada………………………………………………………………………….. Tabla 11. Características físicas de la piña variedad manzana, en el estado de madurez de consumo………………………………………………………….. Tabla 12. Variaciones fisicoquímicas y error estándar del análisis estadístico para los trozos de piña mínimamente procesados almacenados en atmósfera modificada. …………………………………………………………………………

4 7 8 10 11 12 14 22 27

29 30

31 Tabla 13. Variaciones bioquímicas y error estándar del análisis estadístico para los trozos de piña mínimamente procesados almacenados en atmósfera modificada…………………………………………………………………………… 45 Tabla 14. Resultados obtenidos de Coliformes Totales en los trozos de piña para todos los tratamientos durante su almacenamiento……………………… Tabla 15. Resultados obtenidos de Coliformes Fecales en los trozos de piña para todos los tratamientos durante su almacenamiento………………………. Tabla 16. Presenta los resultados obtenidos en los trozos de piña respecto al recuento Mesófilos Aerobios Viables……………………………………….. Tabla 17. Resultados obtenidos en los trozos de piña para Mohos y Levaduras…………………………………………………………………………….

57 58 59 60

LISTA DE FIGURAS

PÁG Figura 1. Fruto de piña variedad manzana sin corona…………………………. Figura 2. Cambios de color en el fruto de piña variedad manzana durante el almacenamiento a 20°C. …………………………………………………………….. Figura 3. Participación por país productor de piña……………………………….. Figura 4. Participación de principales países importadores de piña. ………. Figura 5. Participación de principales países exportadores de piña. ………. Figura 6. Variaciones del ambiente gaseoso en envases con productos metabólicamente activos bajo una atmósfera modificada. 1) Composición inicial de la atmósfera protectora; 2) Consumo de Oxígeno y producción de dióxido de Carbono y vapor de agua debido a los procesos metabólicos del producto; y 3) Difusión de gases a través del material de envasado de permeabilidad selectiva. …………………………………………………………….. Figura 7. Materia prima, piña (Ananas comosus (L) Merry) variedad manzana, en grado de madurez de consumo (grado 3 de madurez). ……….. Figura 8. Diagrama de flujo de las operaciones realizadas en la obtención y conservación de piña variedad Manzana mínimamente procesada…………. Figura 9. Secuencia de las operaciones seguidas en el desarrollo de la investigación. …………………………………………………………………………. Figura 10. Caja………………………………………………………………………...

3 9 11 13 13

20 23 24 25 26

LISTA DE GRÁFICAS

PAG Gráfica 1. Variación del porcentaje de pérdida de peso de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. …………… Gráfica 2. Variación del comportamiento de la resistencia de compresión de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. …………………………………………………………………... Gráfica 3. Variación del comportamiento en la resistencia a la penetración de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. …………………………………………………………………...

Gráfica 4. Variación del porcentaje de acidez de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. ……………………….

Gráfica 5. Variación del pH de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento………………………………………….

Gráfica 6. Variación de los °Brix de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. …………………………………………

Gráfica 7. Variación de la Relación de Madurez durante el almacenamiento en atmósferas modificadas de Piña Manzana mínimamente procesada. ..

Gráfica 8. Variación del contenido de sacarosa de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. ……………

Gráfica 9. Variación del contenido de glucosa de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. ……………………….

Gráfica 10. Variación del contenido de fructosa de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento. …………..

Gráfica 11. Variación del contenido de acido ascórbico de Ácido Ascórbico de los trozos de piña mínimamente procesada provenientes de los 5 tratamientos. ………………………………………………………………………..

Gráfica 12. Variación del contenido de acido málico de piña mínimamente procesada provenientes de los 5 tratamientos. ………………………………

Gráfica 13. Variación del contenido de ácido cítrico de la piña manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento en atmosfera modificada. ………………………………………………………………………….

Gráfica 14. Variación de las medias de la calificación dada por el panel evaluador para todos los parámetros y tratamientos la piña variedad manzana mínimamente procesada en el día 10 de almacenamiento. ……..

Gráfica 15. Variación de las medias de la calificación dada por el panel evaluador para todos los parámetros y tratamientos la piña variedad manzana mínimamente procesada en el día 15 de almacenamiento. ……..

RESUMEN La piña (Ananas comosus (L) Merry) variedad Manzana, es una fruta exótica que corresponde a una mutación de la variedad Perolero. Su pulpa es de color amarillo, con mayor contenido de jugo, exquisito sabor, agradable aroma y alto nivel de vitamina C, hecho que la hace ser apetecida. A diferencia de la Perolero, contiene menos corteza y fibra, características que la hacen más susceptible a daños por transporte. Por ello, esta investigación busca disminuir dichos daños a través de la aplicación de la técnica de atmósfera modificada en piña de esta variedad mínimamente procesada. El proyecto manejo cinco tratamientos, cada uno con una réplica, conformados por dos mezclas de gases, dos tipos de empaque y un testigo. La primera mezcla estuvo constituida por una atmósfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2 (ATM 1), la segunda estaba compuesta por 2% O2, 10% CO2 y 88 N2 (ATM 2). Los empaques utilizados de Polipropileno Biorientado (BOPP) calibre 2 y Polietileno (PE) calibre 2. Se desinfecto la fruta, se realizó el pelado y troceado manual en forma de cubos para ser pesada y envasada en los dos tipos de empaque escogidos, sometiéndolos a un empacado en las atmósferas mencionadas anteriormente. Las anteriores operaciones se realizaron en la planta piloto de alimentos de UNIAGRARIA, y los productos se almacenaron a temperatura de refrigeración que oscilaba entre los 0 y 4°C, y una humedad relativa entre 85 y 90% durante 15 días. En el período de almacenamiento a intervalos de 0, 5, 10 y 15 días se midieron las siguientes variables: químicas y físicas (°Brix, pH, porcentaje de acidez, índice de madurez, pérdida de peso), bioquímicas (azúcares y ácidos) actividad microbiana

(mohos, levaduras, bacterias) y cambios sensoriales (apariencia general, color, olor, textura, sabor).

Se emplearon 10 panelistas para realizar la prueba de aceptación, utilizando una muestra por tratamiento, dicha prueba fue realizada el

día 10 y 15 de

almacenamiento. El mejor tratamiento en atmósferas modificadas para las variables fisicoquímicas y bioquímicas, fue el constituido por una atmósfera de 5% de O2, 5% de CO2 y 90% de N2, en cambio para las sensoriales y microbiológicas hubo mejores resultados para los frutos empacados bajo una concentración de 2% de O2, 10% de CO2 y 88% de N2. El empaque que presentó mejor comportamiento durante los 15 días de almacenamiento para todas las variables químicas y bioquímicas de la piña variedad manzana mínimamente procesada, fue la película de polipropileno Biorientado (BOPP). Mientras que para las variables físicas, sensoriales y microbiológicas, fueron los empacados en película de polietileno (PE). Palabras clave: piña, atmósfera modificada, empaque, gases.

ABSTRACT The pineapple (Ananas comosus (L) Merry) Apple variety, is an exotic fruit that corresponds to a mutation of the Perolero variety. Its flesh is yellow, with higher juice content, exquisite taste, pleasant aroma and high level of vitamin C, a fact that makes it palatable Unlike Perolero. it contains less bark and fiber, characteristics that make it more susceptible to damage from transportation Therefore, this investigation seeks to reduce such damage through the application of the technique of modified atmosphere of this variety of pineapple minimally processed The project Works about five treatments, each of one with a replicate consisting of two gas mixtures, two kinds of packaging and a witness The first mixture consisted of an atmosphere of 5% O2, 5% CO 2 and 90% N 2 (ATM 1), the second was composed of 2% O 2, 10% CO

and 88 N

(ATM 2) The biaxially

oriented polypropylene packaging used (BOPP) caliber 2 gauge y Polietileno (PE) caliber 2 and Polyethylene (PE) size 2. The fruit was disinfect, was performed manually peeled and chopped into cubes to be weighed and packaged in the two types of packaging chosen, subjecting them to a packing in the atmosphere that were explain before. The above operations were performed in the pilot plant UNIAGRARIA food, and products stored at refrigeration temperature ranging between

42 °C and a

relative humidity between 85 and 90% by 15 days. In the storage period at intervals of 0, 5, 10 and 15 days the following variables were measured: physical and chemical (° Brix, pH, percentage of acidity, maturity index, weight loss), biochemical (sugars and acids) microbial activity (molds, yeasts, bacterium) and sensory changes (general appearance, color, odor, texture, taste).

10 panelists were used to perform acceptance testing using a sample for treatment, the test was conducted on 10 and 15 of storage. The best treatment in modified atmospheres for physicochemical and biochemical variables was constituted by an atmosphere of 5% O2, 5% CO2 and 90% N2, in contrast to the sensory and microbiological there were better for fruit packed in a concentration of 2% O2, 10% CO2 and 88% N2. Packaging that showed better performance during the 15 days of storage for all chemical and biochemical variables of the apple variety pineapple minimally processed, was the biaxially oriented polypropylene film (BOPP). While for the physical variables, sensory and microbiological properties, were packed in polyethylene films (PE). Keywords: pineapple, modified atmosphere packaging gases.

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PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Debido al elevado contenido de agua de la piña (Ananas comosus (L.) Merry) variedad manzana, y a las operaciones de elaboración y adecuación como producto mínimamente procesado, su periodo de vida útil es muy corto.

OBJETIVOS General 

Evaluar la condiciones adecuadas respecto a la atmósfera circundante al producto para la conservación de piña (Ananas comosus (L.) Merry) variedad Manzana mínimamente procesada empacada mediante la aplicación de barreras de conservación, durante 15 días.

Específicos  Estudiar las variaciones bioquímicas (azúcares y ácidos), químicas (ºBrix, pH, porcentaje de acidez, índice de madurez), que presenta la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento en dos concentraciones de atmósferas modificadas y empacada en 2 tipos de películas.  Determinar el porcentaje de pérdida de peso de la piña durante el tiempo de almacenamiento en atmósferas modificadas y en los dos tipos de empaques elegidos.  Evaluar los cambios sensoriales (Apariencia general, Color, Olor, Textura, Sabor) que presenta la Piña variedad Manzana mínimamente procesada durante los 15 días de almacenamiento.

INTRODUCCIÓN En la actualidad, la demanda de productos mínimamente procesados y con calidad sensorial propia de un producto natural está exigiendo la utilización de tecnologías de conservación cada vez menos lesivas para el alimento que permitan generar productos con características similares a la materia prima de origen, y al mismo tiempo obtener una vida comercial razonable del producto. Uno de los mayores retos que enfrentan los productos de IV gama es el poder combinar adecuadamente distintos factores de preservación con el de generar alimentos inocuos, pero que al mismo tiempo garanticen las características sensoriales de frescura que desea el consumidor (Gorny y Sánchez, 2008). Las frutas y hortalizas mínimamente procesadas han incrementado su participación en el mercado internacional, debido a que ofrecen el concepto de ser preparados sin conservantes o con los mínimos indispensables para mantener sus características de frescura y aptitud para consumirse (Gorny y Sánchez, 2008). Este tipo de presentación suministra varios beneficios al consumidor: elimina el tiempo de preparación del producto, proporciona una calidad uniforme, requiere menos espacio para el almacenamiento y manejo, reduce pérdidas postcosecha por deshidratación y manipulación y conserva las características nutricionales, funcionales y de sabor, propias de los productos frescos. (Zarazúa et al, 2005). El empleo de las atmósferas modificadas contribuye a disminuir las pérdidas postcosecha, ya que con ello se reduce la presencia de oxígeno el cual acelera la degradación del alimento. (Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

Con el fin de evitar pérdidas poscosecha de la piña en Colombia, es importante considerar nuevas alternativas para conservar su calidad y vida de anaquel como son la elaboración de frutas y hortalizas mínimamente procesadas. Este proceso mantiene la frescura natural de los frutos. El método incluye en su desarrollo operaciones de lavado, selección, pelado, troceado, descorazonado, secado (en caso de ser necesario) y envasado. La elaboración de productos frescos cortados puede incluir el envasado en atmósfera modificada (EAM), así como el almacenamiento en un rango de temperatura comprendido entre 2 y 4° C, durante un periodo de vida útil del producto de aproximadamente 7-10 días (Martín y OMS, 2005).

1. MARCO TEORICO 1.1.

ASPECTOS GENERALES DE LA PIÑA

Se presume que la piña (Ananas comosus L. Merry) es originaria del sureste de Brasil y Paraguay. Sin embargo, las mayores producciones de piña se tienen en América (sur y norte), Asia y África: siendo los principales países México, Brasil, Tailandia y Filipinas (Paull, 1997). En Colombia los cultivos de piña se distribuyen principalmente en los departamentos de Santander, Valle, Risaralda y Cauca, siendo las variedades Perolera, Manzana y Cayena Lisa las más cultivadas (Ministerio de Agricultura, 2007). La piña es la planta más conocida de las 2,700 especies agrupadas en 56 géneros de la familia Bromeliaceae; (Ananas comosus (L.) Merry). El comercio internacional de esta fruta ha mostrado gran dinamismo en los últimos años, gracias a sus múltiples posibilidades de consumo en fresco y procesada. (Sinocu et al., 2004).

Figura 1. Fruto de piña variedad manzana sin corona El fruto es dulce y jugoso, es considerado como una inflorescencia estéril denominada polibaya partenocárpico; puede llegar a pesar 2kg. Su contenido de agua es alto; se destaca su cantidad de hidratos de carbono, bromelina y vitamina C. Contiene además potasio y yodo. Aún con su sabor dulce, su valor calórico se considera moderado. (García, 2005)

Fuente: García, 2005

Al momento de la cosecha los frutos presentan coloración marrón brillante y el borde de los escudetes se encuentra delineado por una tonalidad amarillo-verde. El fruto en estado maduro es de pulpa blanca a amarillo muy pálido, aromático, carnoso, jugoso y de sabor dulce. En el tamaño final de los frutos de piña se observa una alta variabilidad, resultado del vigor de la planta (relación fuente– vertedero), de las condiciones de desarrollo y del carácter silvestre de la variedad; encontrándose pesos sin corona para la piña del Piedemonte amazónico colombiano entre 531.4 y 2400.3 g. (Barrera et al., 2001) 1.1.1. Taxonomía. La siguiente tabla describe la taxonomía de la piña variedad manzana. Tabla 1. Taxonomía de la piña variedad manzana.

Fuente: (Barrera et al., 2001)

1.1.2. Variedades Según (Reina et al., 1999), la producción en Colombia se basa en tres variedades: Perolera, Cayena lisa y Manzana; sin embargo, existen muchas variedades y selecciones regionales de Piña en el país. Para efectos prácticos se hace referencia a las variedades o cultivos más importantes:  Perolera: Se considera como un clon de la variedad cayena; no tiene espinas y es muy apetecida por su sabor y calidad. Debido a su contenido medio de fibra y forma cónica no es apta para el procesamiento. El fruto presenta una coloración externa amarillonaranja cuando madura y una coloración interna amarillo claro, tiene bajo contenido de azúcar 12ºBrix. Es una variedad altamente cultivada en los departamentos del Santander, Caldas, Risaralda y Valle del Cauca.  Cayena Lisa: Es la variedad comercial más cultivada, no tiene espinas en las hojas. El fruto tiene forma cilíndrica que lo hace excelente para el procesamiento. Se caracteriza por su alto contenido de azúcar, 13 a 19º Brix, gran resistencia al ataque de plagas y enfermedades, de color amarillo pálido. De este grupo se han separado varios clones comerciales entre los cuales se destacan la Champaca, La Esmeralda y La Hawai. Igualmente se ha obtenido la hibridación exitosa del cultivar conocido como MD2 o piña Gold.  Clavo rojo: Es una variedad poco conocida a nivel nacional, aunque en los últimos años ha venido tomando lentamente un impulso como fruta fresca; su tamaño menor la hace económica. El color rojo, el aroma y el alto

contenido de azúcar permite su uso como fruta fresca o para jugo. La producción en su totalidad es cultivada en el departamento del Huila.  Manzana: Corresponde a una mutación de la variedad perolera. Esta variedad es cultivada extensamente en el Valle del Cauca. Las hojas son de color verde claro, no posee espinas; el fruto en estado inmaduro es de color morado y anaranjado intenso cuando ha alcanzado la completa madurez, la pulpa es de color rosada, con mayor contenido de jugo, menos corteza y fibra que la perolera estas características la hacen más susceptible a daños durante el transporte.  Gold (MD2): Es un hibrido de la variedad Cayena, originalmente denominado 73-114 por el grupo de investigadores en Piña de Hawai. Es una planta de rápido crecimiento y producción. Sus hombros son cuadrados, con un peso promedio de 1.3 a 2.5 Kg., es de color naranjaamarillo intenso, con alto contenido de azúcar, de 15 a 17ºBrix, baja acidez y son frutos compactos y fibrosos. La pulpa es firme, con alta pigmentación; es más susceptible a la pudrición del tallo y raíces causadas por Phytophtora parasitica y Phytophtora cinnamomi, que otros tipos de piña. La diferencia que presenta con la variedad cayena lisa, es su mayor resistencia al oscurecimiento interno, o pardeamiento enzimático. 1.1.3. Caracterización química del fruto de piña. En la Tabla 2 se presentan los valores correspondientes a las características bromatológicas realizadas a frutos de piña variedad manzana del piedemonte amazónico. La piña es una importante fuente de ácido ascórbico (8 a 30 mg/100 g,

Según la variedad) y es rica en carbohidratos, vitaminas y minerales; asimismo, aporta lípidos y fibra a la dieta humana.

Tabla 2. Caracterización del fruto de la piña variedad manzana VARIABLE

CONTENIDO

Materia seca

8.46%

Humedad

84.5 - 88 %

Proteína

0.78 - 3.20 %

Extracto etéreo

1.54 – 5.56%

Pectina

0.86%

Hidratos de carbono

80.36%

Fibra total

6.26%

Fibra cruda

1.29 %

Cenizas

0.25 – 6.01 %

Vitamina C

14.08 mg/100 g

Calcio

134.12 mg/100 g

Potasio

2445.0 mg/100 g

Fosforo

1.41 mg/100 g

Hierro

8.5 mg/100 g

Fuente: (Barrera et al., 2001)

Dependiendo de la variedad, las características fisicoquímicas del fruto varían como se observa en la tabla 3:

Tabla 3. Características fisicoquímicas de tres variedades de piña cultivadas en igual densidad de siembra (46000 Plantas/Ha). VARIEDAD CARACTERISTICA

Cayena Lisa

Manzana

Perolera

Peso (Kg.)

1.97

1,95

2,02

Diámetro:

9.68

10.08

10.68

Apical (cm)

13.13

13.35

14.28

Medio (cm)

10.43

11.93

11.08

Longitud (cm)

16.58

16.93

15.30

Longitud Corona (cm)

1.68

20.21

16.28

Profundidad ojos (cm)

0.95

0.93

1.23

Diámetro Central (cm)

3.33

3.70

3.55

Porcentaje Pulpa

65.93

67.30

61.89

Porcentaje Corteza

31.88

29.55

34.05

Porcentaje Jugo

50.13

52.78

49.60

Sólidos Solubles (%Brix)

15.95

13.83

13.25

Acidez (%)

0.58

0.56

0.52

SS/A

27.50

24.70

25.48

Fibra (%)

0.49

0.51

0.56

Color Pulpa

Amarillo

Rosado

Brillante

Pálido

Basal (cm)

Fuente: (Primer Simposio Internacional de Piñicultura. Memorias (Castro et 1993)

al.,

1.2.

POSCOSECHA

Durante la maduración el fruto presenta cambios en el color de la corteza, los cuales se desarrollan en sentido acropétalo, es decir, de la base del fruto hacia el ápice (Figura 2; Tabla 4). Como se muestra en la tabla 4, en el estado 3 de madurez la pulpa presenta una tonalidad amarillo suave y el fruto emite un fuerte aroma. A partir del día 15 (estado 4) el fruto exhibe una coloración amarillonaranja intensa en el epicarpio y se inicia el proceso de senescencia del fruto. Simultáneamente con el cambio de color se evidencia el ablandamiento de la pulpa y en algunos casos fermentación por levaduras (Morales 2001).

Figura 2. Cambios de color en el fruto de piña variedad Manzana durante el almacenamiento a 20°C

Fuente: (Morales 2001).

Tabla 4. Descriptores de color externo para piña variedad manzana.

Fuente: (Morales ,2001)

Según las anteriores relaciones, y debido al comportamiento del fruto durante su periodo poscosecha, es recomendable procesar y/o almacenar la piña en un estado 3, donde su color y olor son agradables; es una fase donde aún no se han presentado

síntomas

senescencia

(descomposición

por

levaduras,

deshidratación, pérdida de peso, pérdida de consistencia y fermentación), por lo tanto es óptima para ser procesada como un producto de IV gama (Morales, 2001). 1.3.

PRODUCCION MUNDIAL

Los principales países productores de piña son Brasil, Tailandia, Filipinas, Indonesia, China, India y Costa Rica, con una participación del 65% de la producción mundial. A nivel mundial son 81 países productores de piña (FAO, 2009)

Figura 3. Participación por país productor de piña

Fuente: (FAO, 2009)

Según la (FAO 2009), para el periodo comprendido entre los años 2003 y 2007, la producción mundial de piña se incrementó teniendo para el año 2007 una producción cercana a los 19, 000,000 de toneladas, como se muestra en la tabla 5. Tabla 5. Producción mundial de piña

Fuente: (FAO, 2009)

En la Tabla 6, se especifican las áreas de cultivos de piña de los principales productores a nivel mundial.

Tabla 6. Áreas y rendimientos del cultivo de piña.

Fuente: FAO, Dirección de estadística 2009.

1.4.

COMERCIO INTERNACIONAL

El mayor importador de piña a nivel mundial es Estados Unidos con 28% seguido de Bélgica, Países Bajos, Japón y Alemania. En la Figura 4, se evidencia la importante participación de Estados Unidos con respecto a otros países (FAO, 2009).

Figura 4. Participación de principales países importadores de piña

Fuente: (FAO, 2009)

Con relación a las exportaciones mundiales se encuentra que el mayor exportador es Costa Rica debido a que la mayor cantidad de producción es destinada a las exportaciones, a diferencia del resto de países productores, que se enfocan a abastecer sus mercados locales.

Figura 5. Participación de principales países exportadores de piña

Fuente: (FAO, 2009)

1.5.

PRODUCCIÓN NACIONAL

La producción de piña en Colombia es amplia donde se destacan y se caracterizan por ser los principales núcleos productivos de esta fruta fresca, los departamentos de Santander y Valle del Cauca, como se puede observar en la Tabla 7. (Ministerio de Agricultura, 2007)

Tabla 7. Producción de piña fresca en Colombia.

Fuente: (Ministerio de Agricultura, 2007)

De acuerdo con la tabla anterior, se puede evidenciar que la producción nacional de piña tuvo variaciones durante el 2000 y 2006; siendo el año 2004 el que presento la menor producción de este fruto. 1.6.

PRODUCTOS MINIMAMENTE PROCESADOS

Según (Robles et al., 2007), el desarrollo de tecnologías suaves no-térmicas y efectivas, o su combinación, puede permitir ofrecer al consumidor frutos frescos cortados, microbiológicamente seguros, con valor nutricional y calidad sensorial lo más cercanos al producto intacto. Frutos tropicales como el mango, la papaya y la piña almacenados a bajas temperaturas en combinación con atmósferas controladas y/o modificadas conservan su calidad comercial hasta por 10 días para el caso de mango y por 8 días para papaya, respectivamente. En estos frutos fueron muy pocos los estudios en relación a los efectos del procesamiento mínimo sobre su composición nutricional y potencial antioxidante, esto último atribuido a componentes bioactivos como las vitamina C y E, carotenoides y polifenoles, los cuales han sido fuertemente asociados a la prevención de ciertas enfermedades crónico-degenerativas.

Estos

componentes

bioactivos

encuentran

cantidades significativas en los frutos tropicales y a la fecha solo ha sido evaluada su actividad antioxidante medida como su capacidad de absorción de radical oxígeno (ORAC) en frutos enteros, reportándose valores entre 7 y 11 μmol/g. Se desconoce cómo se afectan estos valores una vez que los frutos han sido procesados y almacenados. 1.6.1. Definición Los productos “Mínimamente Procesados” o de “IV Gama”, son un tipo de productos preparados mediante operaciones unitarias de selección, lavado, pelado, deshuesado, cortado, etc.; higienizados mediante derivados clorados,

peróxido de hidrógeno, ozono, antimicrobianos naturales y otros; tratados con agentes estabilizadores del color como el ácido ascórbico y el eritórbico, retenedores de firmeza (sales de calcio) y envasados en bolsas o bandejas con la inyección de distintos sistemas gaseosos que permitan mantener una atmósfera modificada en su interior (Soliva-Fortuny y Martín Belloso, 2003). Son conservados, distribuidos y comercializados bajo refrigeración (2-5ºC) y están listos para ser consumidos durante 7 a 14 días según el producto y la técnica de conservación utilizada (Ahvenainen, 2000). 1.6.2. Alteraciones de los productos mínimamente procesados Los principales factores que influyen en la calidad de los vegetales mínimamente procesados son el cultivar, el estado de madurez al momento de la recolección, la manipulación poscosecha, el acondicionamiento de la materia prima, así como las condiciones de almacenamiento del producto elaborado. Un sistema de embalaje adecuado es fundamental para la conservación de estos alimentos, pues debe contener y proteger el producto desde el procesamiento hasta el consumo final. Además de estas funciones, en la conservación de estos alimentos, el objetivo de todas las técnicas relacionadas con el envasado es intervenir en los procesos vitales que inducen el deterioro, reduciendo su intensidad y, consecuentemente, permitiendo que su comercialización sea efectuada en tiempo razonable, con buena presentación y sin pérdida de calidad. Por lo tanto, la elección adecuada del envase se vuelve fundamental en el proceso de elaboración (Torales y Cols, 2010). Cada etapa del proceso de elaboración juega un papel importante en los mecanismos de alteración de las frutas y hortalizas frescas tales como la pérdida de agua, el pardeamiento enzimático, el ablandamiento por rompimiento de

tejidos, un aumento en la tasa respiratoria con la consecuente producción de etileno, aparición de olores y sabores desagradables y alteraciones microbianas (Martín y OMS, 2005). Estos fenómenos fisiológicos son responsables de cambios bioquímicos que conllevan la degradación de las propiedades sensoriales de la fruta recién cortada aunque son numerosos los factores que influyen en los procesos de deterioro (Martín y OMS, 2005). Así, en la fruta de madurez intermedia se detectó un menor consumo de oxígeno (O2) y producción de dióxido de carbono (CO2). Además, la rotura de los tejidos vegetales debido al daño mecánico que se produce durante la manipulación de la fruta se puede minimizar procesándola antes de que alcance la plena madurez organoléptica, ya que en este estado la textura del fruto es más firme (SolivaFortuny et al, 2004). 1.6.3. Importancia

nivel

mundial

productos

mínimamente

procesados En Europa (Francia, Reino Unido, Italia, Alemania y España) el consumo de hortalizas acondicionadas representa entre un 10 y un 15% del consumo total, siendo la tasa de crecimiento anual, de 7,4%. En Estados Unidos gran parte de la población tomó conciencia de las afecciones que pueden sufrir con la ingesta de dietas ricas en grasas saturadas y calóricas. En consecuencia se ha incrementado el consumo de hortalizas, favoreciendo significativamente la introducción de estas en forma precortada. Estos productos llegan a representar del 8 al 10% de las frutas y hortalizas frescas comercializadas. En estos países un segmento importante de la población, por las características de los grupos familiares y los hábitos actuales de vida, compran hortalizas y frutas en pequeñas cantidades,

frecuentemente y de buena calidad. Tienden a adquirir productos naturales lo menos preparados posible y aquellos para consumirse directamente sin necesidad de cortar, pelar (Rodríguez y Montoya, 2007). Este aumento en el consumo viene de la mano de un cambio en la mezcla de productos consumidos, con una preferencia por los productos novedosos y frescos. La introducción de una amplia gama de productos en los supermercados, entre los que se incluyen nuevas variedades, exóticos, orgánicos, hidropónicos o producidos bajo invernadero y precortados, así como el incremento en el uso de frutas y verduras frescas en los menús de las cadenas de comidas rápidas, han contribuido al dinamismo de este mercado (Rodríguez y Montoya, 2007). 1.7.

ATMÓSFERAS MODIFICADAS

Esta tecnología de envasado de alimentos está en plena expansión ya que permite alargar significativamente la vida útil de productos frescos cortados, es decir, el período durante el cual el alimento mantiene las propiedades organolépticas y de seguridad requeridas para su consumo, bajo unas determinadas condiciones de conservación. Una definición general de un producto almacenado en atmósfera modificada puede ser un alimento perecedero almacenado en una atmosfera diferente a la del aire en condiciones normales. El envasado en atmósfera modificada consiste en la eliminación del aire del interior del envase y su substitución por otro gas diferente. La composición de la atmósfera del envase se puede regular por diversos métodos, la substitución mecánica del aire por otros gases o generando la atmósfera pasiva o activamente utilizando modificadores de atmósfera adecuados (Farber et al., 1993). La modificación pasiva de la atmósfera consiste en la utilización de películas plásticas de diferente permeabilidad a los gases, creando de forma gradual una

atmósfera modificada favorable como resultado de la permeabilidad de la pared del envase y factores como la respiración del producto y cambios bioquímicos. No obstante, cuando la atmósfera modificada de equilibrio no se consigue antes que se activen reacciones que lleven al deterioro del producto como el pardeamiento enzimático o la pérdida de textura, se puede establecer activamente y ajustar la atmósfera en el interior del envase con el producto. En este caso, la atmósfera modificada se consigue realizando vacío y posterior inyección de una mezcla adecuada de gases, de tal manera que la atmósfera en el envase va variando con el paso del tiempo en función de las necesidades y respuesta del producto. Por el contrario, la modificación activa de la atmósfera se refiere a la incorporación de ciertos gases en el envase para modificar su atmósfera interior. Entre ellos se encuentran los absorbedores de oxígeno, absorbedores/emisores de CO2, generadores de vapor de etanol y absorbedores de etileno (Al-Ati y Hotchkiss, 2002). El envasado consiste en la evacuación del aire contenido en el envase y la inyección del gas o de la combinación de gases más adecuando a los requerimientos del producto. Es un sistema interactivo donde entran en juego los parámetros fisiológicos del producto y las características de la película plástica. El equilibrio dinámico del sistema se consigue mediante la interacción de los siguientes fenómenos: la respiración, transpiración, intercambio gaseoso a través del material de envasado y transferencia de calor. La respiración va depender de la temperatura, la madurez del fruto y de las concentraciones de O2, CO2 y etileno en el interior del envase. La transpiración es función de la temperatura superficial y de la temperatura y humedad relativa (HR) Hotchkiss, 2002).

alrededor del mismo (Al-Ati y

La temperatura del producto también se modifica debido al calor generado por el proceso de respiración. Las propiedades de permeabilidad de las películas poliméricas dependen del tipo de material, de la temperatura ambiente, el grosor del film, de la permeabilidad del gas y de la diferencia de concentración del gas a través de la película (Al-Ati y Hotchkiss, 2002).

Figura 6. Variaciones del ambiente gaseoso en envases con productos metabólicamente activos bajo una atmósfera modificada. 1) Composición inicial de la atmósfera protectora; 2) Consumo de Oxígeno y producción de dióxido de carbono y vapor de agua debido a los procesos metabólicos del producto; y 3) Difusión de gases a través del material de envasado de permeabilidad selectiva.

Fuente: (Colomé, 1999).

1.7.1. Ventajas del envasado en atmósfera modificada Frente a otras tecnologías el envasado en atmósferas modificadas, según (Colomé 1999), ofrece las siguientes ventajas:

 Es un sistema aplicable a una amplia variedad de productos (vegetales, cárnicos, lácteos, etc.) independientemente del tratamiento de elaboración y conservación al que se someten (frescos, refrigerados, congelados).  Mantiene la calidad organoléptica del producto porque inhibe las reacciones de pardeamiento, de oxidación, preserva el color rojo en la carne fresca, etc.  Soporta el metabolismo activo de los productos frescos y mínimamente procesados. 1.7.2. Inconvenientes del envasado en atmósfera modificada Según (Colomé 1999), entre los principales inconvenientes de este sistema de envasado se encuentran:  Es imprescindible realizar un buen diseño de la atmósfera interna para garantizar la conservación del producto durante el tiempo necesario.  Una vez cerrado el envase no puede controlarse la composición gaseosa del espacio de cabeza y, por tanto, no hay posibilidad de compensar las variaciones que ocurren en ella causadas por el metabolismo del propio alimento, la salida de los gases a través del material de envasado, etc.  Los costes se incrementan por el consumo de gases de envasado y la inversión inicial en los sistemas de control de fugas.

1.7.3. Gases utilizados para el almacenamiento de frutas y hortalizas en atmósferas modificadas. Los gases más utilizados comercialmente son dióxido de carbono, oxígeno y nitrógeno (Gobantes et al, 2001). En la tabla 8, se resumen sus principales propiedades físicas, ventajas e inconvenientes. Tabla 8. Propiedades físicas, ventajas e inconvenientes de los principales gases utilizados en el envasado en atmosfera modificada.

Fuente: (Rodríguez, 1998.)

2. METODOLOGÍA Para el estudio se utilizaron piñas variedad Manzana con grado 3 de madurez, adquiridas en el supermercado Surtifruver de la Sabana, traídas de un cultivo tecnificado y conducidas a la planta piloto de alimentos de la Fundación Universitaria Agraria de Colombia – UNIAGRARIA, donde fueron seleccionadas según grado de madurez (pulpa color amarillo y sabor dulce), libres de daños biológicos, físicos y mecánicos. Figura 7. Materia prima, piña (Ananas comosus (L.) Merry) variedad Manzana, en grado de madurez de consumo

Fuente: autores. La figura 8 muestra el diagrama de flujo de las operaciones realizadas en el procesamiento y acondicionamiento de la piña.

Figura 8.

Diagrama de flujo de las operaciones realizadas en la obtención y

conservación de piña variedad Manzana mínimamente procesada.

La figura 9, presenta la secuencia de las operaciones seguidas en el desarrollo de la investigación (selección, pelado, cortado, empaque en atmósferas modificadas y almacenamiento en refrigeración de 4°C ± 1°C.

Figura 9. Secuencia de las operaciones seguidas en el desarrollo de la investigación.

Fuente: autores.

Frutos procesados pero no empacados en atmósferas modificadas, fueron tomados como testigo en las mismas condiciones de empaque, temperatura, humedad relativa y durante el mismo periodo de almacenamiento; el empaque manejado para este tratamiento fueron cajas PET para que se mantuviera en atmósfera normal (Figura 10).

Figura 10. Caja

2.1.

MATERIALES Y REACTIVOS



Piña variedad Manzana, cantidad: 17 Kg.



Cuchillos de Acero Inoxidable.



Tablas de neopreno para cortar.



Recipientes en acero para el lavado de la fruta.



Bolsas BOPP calibre 2.



Bolsas PE calibre 2.



Solución de Hidróxido de Sodio 0,1 N.



Bureta.



Fenolftaleína.



Erlenmeyer.



Balón Aforado de 100 ml.



Pipeta de 1 ml.



Tubos de ensayo.



Vasos de 50 ml.



Agar PlateCount para el recuento de Aerobios Mesófilos.



Agar EMB para el recuento de Coliformes Fecales y Coliformes Totales.



Agar Sabouraud para el recuento de Mohos y Levaduras.



Gradillas para tubos de ensayo.



Patrones estándares: Ácido Cítrico, Ascórbico y Málico, Sacarosa, Glucosa y Fructosa grado de pureza 99%. 2.2.

En la

TRATAMIENTOS.

siguiente tabla se muestra la distribución de los tratamientos, según la

atmósfera utilizada y el empaque usado: Tabla 9. Distribución de los tratamientos por atmosfera y empaque utilizado. TIPO DE TRATAMIENTOS TIPO ATMOSFERA 1

4 5

5% O2, 5% CO2, 90% N2 5% O2, 5% CO2, 90% N2 2% O2, 10% CO2, 88% N2 2% O2, 10% CO2, 88% N2 Atm. Normal

Fuente: Autores.

EMPAQUE BOPP

BOPP

PE Caja PET

2.3.

DISEÑO EXPERIMENTAL

El diseño aplicado fue completamente al azar, con estructura de diseño 2X2 (2 atmósferas, 2 tipos de empaques), más un testigo. Se realizó análisis de varianza para establecer si hubo diferencias significativas entre las propiedades evaluadas para los frutos provenientes de los diferentes tratamientos en cada día de medición. La prueba de comparación de Tukey fue aplicada para verificar si existen diferencias significativas entre las medias de cada una de las propiedades evaluadas a un nivel de confianza del 95%. El tamaño de la muestra fue de 60g, y se realizaron 2 repeticiones en la determinación de cada característica en cada día de medición. Para la determinación de la pérdida de peso se utilizaron (5) muestras por tratamiento, las cuales se pesaron al inicio y al final del almacenamiento para establecer el porcentaje de pérdida de peso fresco en cada tratamiento. En la determinación de las características sensoriales se emplearon 5 bandejas con las muestras para cada día de realización del análisis sensorial, las cuales fueron evaluadas por 10 panelistas semientrenados. Para dicha evaluación se utilizó el formato mostrado en el anexo B.

Tabla 10. Relación de propiedades evaluadas de la piña (Ananas comosus (L) Merry) variedad Manzana durante el almacenamiento en atmósfera modificada. PROPIEDADES EVALUADAS

METODO

EQUIPO

FRECUENCIA

PRUEBAS FISICO-QUIMICAS Pérdida de peso (%)

Gravímetro

Textura

Texturometría

Balanza analítica Valer 1000 de lectura digital Analizador de textura LFRABrookfield

0, 15 0, 5, 10, 15

Refractometría AOAC

Sólidos solubles

22024/84

Refractómetro marca Fischer

0, 5, 10, 15

Titulación con NaOH 0,1N

0, 5, 10, 15

952.12/900 AOAC 3123/84

% Acidez

942.15/90

Índice de madurez pH

AOAC

pH-metro marca Schott Gerate

10.041/84

CG 818

0, 5, 10, 15

PRUEBAS BIOQUIMICAS Azúcares

(sacarosa,

fructosa

glucosa) Ácidos orgánicos (cítrico, málico y ascórbico)

Cromatógrafo

Cromatográfico

HPLC

marca

Shimadzu LC2010AHT Cromatógrafo

Cromatográfico

HPLC

marca

Shimadzu LC2010AHT

0, 10, 15 0, 10, 15

PRUEBAS MICROBIÓLOGICAS Aerobios Mesófilos Coliformes Fecales Coliformes Totales Mohos y Levaduras

Recuento

Incubadoras

microbiológico

Cajas

petri

0, 5, 10, 15

Autoclave

ANÁLISIS SENSORIAL Olor Color Sabor

Grupo

Panel sensorial

panelistas

10 y 15

semientrenados

Apariencia general y textura

Fuente: Los Autores En esta tabla se encuentra las propiedades evaluadas, métodos, equipos y frecuencia. Ver anexos A y B.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En este capítulo se presentan los resultados de las determinaciones realizadas a lo largo del almacenamiento. 3.1.

CARACTERIZACIÓN DE LA PIÑA VARIEDAD MANZANA

La tabla 11, presenta las características físicas de la fruta en el estado de madurez de consumo en el cual se realizó el estudio.

Tabla 11. Características físicas de la piña variedad Manzana, en el estado de madurez de consumo.

Fuente: (Los Autores).

El peso de la pulpa respecto al fruto entero fue de 74,19%, mientras la corteza y penacho representaron el 17.4%; con respecto a otras variedades como la Perolera que constituye un 80%, la piña Manzana es superior en su porcentaje de fruto pero algo similar al presentado por la variedad Gold – MD2. (Casas y Pizano 2008). 3.2.

Variaciones fisicoquímicas

La tabla 12 presenta los resultados de los valores medios de las características físico-químicas obtenidas durante el almacenamiento de la piña mínimamente procesada en cada uno de los tratamientos.

Tabla 12. Variaciones fisicoquímicas y error estándar del análisis estadístico para los trozos de piña mínimamente procesados almacenados en atmósfera modificada.

TRATAMIENTOS CARACTERÍSTICA

% Pérdida de Peso

Resistencia a la Compresión

Resistencia a la Penetración

% Acidez

°Brix

Relación de Madurez

ERROR

DIA

ESTANDAR 1

TESTIGO

7,13 a

6,73 a

6,85 a

7,73 a

9,39 a

0,488

3069,75a

2435,00a

3003,50a

3172,75a

2678,00a

137,013

2381,00 a

2453,25 a

1848,00 a

4139,75 a

3544,25 a

419,768

3424,50 a

3391,75 a

2773,25 a

2338,25 a

3645,75 a

242,302

3163,75 a

2253,00 a

1450,00 a

1870,00 a

3847,75 a

436,805

60,75 a

44,75 a

64,75 a

35,25 a

48,25 a

5,378

50,25 a

51,00 a

45,25 a

53,00 a

57,75 a

2,027

36,00 a

41,50 a

67,75 a

39,50 a

38,25 a

5,856

61,25 a

44,75 a

41,50 a

27,75 a

46,00 a

5,348

1,13 a

1,45 a

0,97 a

0,70 a

0,99 a

0,122

0,67 a

1,07 a

0,95 a

0,75 a

0,81 a

0,72

0,83b

0,93b

0,75b

0,59b

1,01b

0,73

1,26a

0.55b

1,06b

0,70c

0,132

3,90 a

3,83 a

3,81 a

3,83 a

3,65 a

0,041

3,20 a

3,55 a

3,20 a

3,00 a

3,25 a

0,089

3,50 a

3,40 a

3,75 a

3,35 a

0,069

3,05 a

2,85 a

3,20 a

3,40 a

3,45 a

0,111

12,50a

10,00bc

9,00c

11,30ba

10,50bc

0,592

10,40a

9,95 a

10,00 a

11,25 a

11,00 a

0,262

10,35 a

11,00 a

11,40 a

12,00 a

11,45 a

0,274

10,65 a

6,75 a

9,00 a

10,75 a

9,60 a

0,728

11,03 a

6,92 a

12,67 a

17,18 a

11,13 a

1,652

15,63 a

9.29b

10,76 ba

15,12 ba

13,70 ba

1,238

12,77 a

12.54 a

15,33 a

20,25 a

11,53 a

1,572

8,89b

12.20ba

8,52ba

15,51 a

13,76ba

1,360

*Medias horizontales con la misma letra no son significativamente diferentes, según la prueba de comparación de Tukey. Fuente: Autores.

3.2.1. Análisis de las variables físicas Variación del porcentaje de pérdida de peso En la tabla 12 y la gráfica 1, se observa la variación del porcentaje de pérdida de peso de los trozos de piña almacenados en los diferentes tratamientos incluidos el testigo.

Gráfica 1. Variación del porcentaje de pérdida de peso vs tratamiento de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento.

Con respecto al 100% de peso de la muestra al inicio del estudio, los frutos provenientes de todos los tratamientos disminuyeron su peso durante los 15 días de almacenamiento.

Los trozos de piña procedentes de los tratamientos 1, 2 y 3, fueron los que presentaron la menor pérdida de peso, siendo el tratamiento 2 (Empaque de polietileno de baja densidad PE calibre 2, con atmósfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2) el que mostró el porcentaje más bajo de pérdida de peso (6.73%, ver tabla 12) durante su periodo de almacenamiento. Los frutos provenientes del tratamiento 4 (Empaque PE, con atmosfera de 2%O2, 10% CO2 y 88% N2), fueron los que presentaron las mayores pérdidas de peso comparando los cuatro tratamientos con atmósfera modificada, sin embargo la pérdida fue menor que la de los trozos testigo. El comportamiento encontrado respecto a la pérdida de peso es el esperado, ya que en los tratamientos 1, 2, 3 y 4, la atmósfera alrededor del producto (oxígeno menor que atmósfera normal) y el empaque, debieron constituir una barrera de obstáculo para la migración de agua desde el producto hasta el exterior, lo cual no ocurrió con los trozos del tratamiento testigo que se encontraba en atmósfera normal, sin una barrera de obstáculo. (Galvis y Correal, 2011), estudiaron el comportamiento del tomate larga vida mínimamente procesado cortado en rodajas y almacenado en atmosfera modificada, encontrando un comportamiento similar en esta investigación, donde las rodajas testigo fueron las que tuvieron mayor pérdida de peso, mientras que en los frutos almacenados en atmosfera modificada, el porcentaje de pérdida es menor. En una trabajando con piña Gold (Casas y Pizano, 2008) encontraron un comportamiento contrario al obtenido en esta investigación respecto a la pérdida de peso, donde el testigo fue el que presento mayor pérdida de peso. Los mismos autores reportan que este comportamiento no era el esperado.

El análisis de varianza no mostró diferencias altamente significativas con relación a la pérdida de peso de los trozos provenientes de los 5 tratamientos. La prueba de Tukey tampoco mostro diferencias significativas entre los frutos provenientes de todos los tratamientos. Variación de la resistencia a la compresión y penetración. En la tabla 12 y gráficas 2 y 3, se presenta el comportamiento de la textura de los trozos de piña con relación a su resistencia a la compresión y a la penetración, durante su almacenamiento.

Gráfica 2. Variación del comportamiento de la resistencia de compresión de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento en atmósfera modificada

tiempo

Hubo divergencias en el comportamiento de los trozos respecto a la resistencia a la compresión. En los frutos provenientes del tratamiento 1 (Empaque BOPP, con una atmosfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2) y los testigos se aumentaron la resistencia a la compresión en el día 15 de almacenamiento, con un 3% y 43% respectivamente. En los frutos testigo el aumento de la resistencia a la compresión puede ser debido a la elevada perdida de humedad, la cual hace que aumente la resistencia de los componentes de la pared celular. En el caso de los frutos testigo otro factor que pudo haber influido en los valores altos de endurecimiento pudo ser a que el grado de madurez del fruto no era homogéneo, es decir que pudo haberse presentado trozos de frutos con diferentes grados de madurez y por eso la disparidad de los resultados. (González-Aguilar et al., 2004; Gil et al., 2006). La piña proveniente del tratamiento 1 fue la que presentó la menor variación en la resistencia a la compresión comparada con los demás tratamientos. En los trozos provenientes de los tratamientos 2, 3 y 4 hubo disminución de la resistencia a la compresión el día 15 comparado con el día 0 de almacenamiento. La menor pérdida la presentaron los frutos provenientes del tratamiento 2 con 7.49%. El comportamiento mostrado por los frutos conservados en atmósfera modificada puede ser debido a que la actividad de las enzimas causantes del ablandamiento se hubiese reducido como consecuencia del bajo contenido de O2 en la atmósfera circundante al producto.

Los frutos del tratamiento 5 (testigo), presentaron un aumento del 43% de firmeza, esto se puede deber a la deshidratación de la fruta, que conduce a un endurecimiento de la pulpa.

Gráfica 3. Variación del comportamiento en la resistencia a la penetración de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

En los trozos de piña en los cuales se evaluó la variable de textura con respecto a la penetración, los tratamientos 3, 4 y 5, mostraron una tendencia al descenso en el día 15 de almacenamiento respecto al inicio (Gráfica 3). Los frutos provenientes de los tratamientos 1 y 2 durante su periodo de almacenamiento, mostraron un comportamiento similar en el día 15 respecto al día 0; siendo los trozos de piña con la aplicación de atmósfera de 5% O2, 5% CO2 y

90% N2, y empaque BOPP (Tratamiento 1), en los que se evidenció un mínimo aumento del 0.82%; los frutos procedentes del tratamiento 2 (Empaque PE, con atmosfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2), evidenciaron un comportamiento totalmente estable (no hubo variación en la resistencia de penetración). Los frutos de los tratamientos 1 y 2 fueron los que presentaron el mejor comportamiento respecto a las variables de compresión y penetración, ya que en ellos las variaciones fueron mínimas; esto permite concluir que los dos tratamientos son favorables para la conservación de la característica de textura. Los frutos procedentes del tratamiento 3 (Empaque BOPP, con atmósfera de 2%O2, 10% CO2 y 88% N2), presentaron una disminución del 35.9% en su firmeza, indicando al igual que en la variable evaluada de compresión un ablandamiento. Este ablandamiento indica una disolución de la lámina media de sus paredes celulares, donde los principales compuestos que cambian son las celulosas, hemicelulosas y las pectinas (Castro, 2009). Al final del almacenamiento no se presentaron diferencias significativas entre tratamientos para las dos variables evaluadas. 3.2.2. Análisis de las variables químicas Variación del porcentaje de acidez. En la tabla 12 y la grafica 4, se presentan los valores obtenidos en el porcentaje de acidez de los trozos de piña para los 5 tratamientos, durante su almacenamiento.

Gráfica 4. Variación del porcentaje de acidez de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

Los trozos de piña provenientes de todos los tratamientos disminuyeron su porcentaje de acidez desde el inicio hasta el día 10 de almacenamiento; sin embargo, para el día 15 los frutos provenientes de los tratamientos 1 y 3 presentaron aumento del porcentaje de acidez, lo cual muestra una acidificación del producto. Esto se corrobora en la prueba sensorial realizada el día 15, ya que los trozos provenientes de estos dos tratamientos fueron los que obtuvieron las menores calificaciones respecto al sabor (Gráfica 4). Los frutos procedentes del tratamiento 2 (Empaque PE, con una atmosfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2), fueron los que presentaron la mayor pérdida de acidez con una disminución del 62%; esto puede ser debido a la utilización de ácidos

orgánicos como sustrato respiratorio y como fuente de esqueletos carbonados para la síntesis de nuevos compuestos durante el almacenamiento (Kays, 1997). El menor cambio en el contenido de acidez lo presentaron los frutos provenientes del tratamiento 4 (Empaque PE, con una atmósfera de 2%O2, 10% CO2 Y 88% N2), lo cual significa que estos frutos presentaron el mejor comportamiento respecto al porcentaje de acidez. (Casas y Pizano, 2008), detectaron un incremento en el porcentaje de acidez de piña Gold mínimamente procesada, con un tratamiento similar al analizado en la presente investigación (Tratamiento 1: Empaque BOPP, con una concentración de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2) lo cual indica que el comportamiento con respecto a la acidez en las mismas condiciones de empaque y concentración influyen en el aumento de ácidos en el fruto, aun siendo variedades diferentes. Es posible que en este tratamiento presentara anaerobiosis, en el consecuente aumento de los ácidos mediante procesos fermentativos del piruvato.

El análisis de varianza mostró respecto al contenido del porcentaje de acidez al inicio de almacenamiento que no existen diferencias significativas. La prueba de Tukey afirma que no existen diferencias significativas entre los tratamientos. Para el último día de almacenamiento tanto ANOVA y TUKEY mostraron diferencias significativas entre los tratamientos, siendo el tratamiento 4 el que mejor comportamiento presento respecto al porcentaje de acidez. Sin embargo, la interacción entre empaques mostró que existen diferencias significativas entre los tratamientos. La interacción entre atmósferas y empaque presentaron diferencias significativas.

Variación de pH Los valores correspondientes al pH obtenido en los trozos de piña variedad Manzana de los 5 tratamientos, se presentan en la tabla 12 y gráfica 5.

Gráfica 5. Variación del pH de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento.

La tendencia de los trozos de fruta de los 5 tratamientos fue a disminuir durante el almacenamiento, debido a la acumulación de ácidos orgánicos. La mayor disminución del pH la presentaron los frutos provenientes del tratamiento 2, en la cual la disminución fue del 25%. La menor reducción la obtuvieron las piñas del tratamiento testigo.

En el periodo transcurrido entre los días 5 y 10, se notó un incremento de pH en las frutas de todos los tratamientos, debido a que durante este tiempo la maduración se hizo completa; ya en el día 15 comienza a bajar, consecuencia de la sobremaduración (descomposición de azucares). Comportamiento similar reporta (Casas y Pizano, 2008) durante el almacenamiento de piña Gold, y (Reina et al,. 1994) durante el manejo poscosecha y evaluación de la calidad para la piña. A lo largo del almacenamiento no se presentaron diferencias significativas entre los frutos provenientes de todos los tratamientos, según el análisis de varianza y la prueba de comparación de Tukey. Sin embargo para el contraste entre tratamientos con atmósfera modificada y testigo se reportan diferencias significativas, siendo mejor calificados los frutos provenientes del tratamiento testigo empacado en atmósfera normal. Variación de °Brix La tabla 12 y la gráfica 6 presentan los valores de los °Brix de la fruta proveniente de todos los tratamientos durante el almacenamiento.

Gráfica 6. Variación de los °Brix de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento.

La tendencia general de los frutos de todos los tratamientos fue a disminuir; sin embargo los trozos provenientes del tratamiento 3 (Empaque BOPP, con una atmósfera de 2%O2, 10% CO2 88% N2), no presenta variación lo cual indica que no hubo degradación de azúcares durante el almacenamiento; por lo tanto se puede concluir que los trozos provenientes de este tratamiento fueron los que obtuvieron el mejor comportamiento. La mayor disminución la mostraron los frutos empacados en bolsas de material de baja densidad (Tratamiento 2) con una concentración de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2, con un valor del 32.5%.

En el día 0 de almacenamiento, el análisis de varianza mostró diferencias altamente significativas entre los frutos provenientes de los 5 tratamientos; mientras que en el día 15 de almacenamiento no se presentaron diferencias significativas entre los frutos provenientes de los 5 tratamientos, a pesar que no hubo diferencias significativas el tratamiento 3 fue el que tubo menor variación entre los otros tratamientos. Variación de la relación de madurez En la tabla 12 y la gráfica 7, se observan los resultados obtenidos en los frutos durante los 15 días de almacenamiento. Los trozos provenientes de los tratamientos 1 y 3 presentaron la mayor disminución de la relación de madurez con 19.4% y un 32% respectivamente, durante sus 15 días de almacenamiento; mientras que los frutos provenientes del tratamiento 2 (Empaque PE, con una atmósfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2), aumentó en un 76%, seguido por los trozos de piña procedentes del tratamiento 5 (Testigo) con un 23.6% en el día 15 respecto al inicio de almacenamiento.

Grafica 7. Variación de la Relación de Madurez de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

Los frutos provenientes del tratamiento 1 (5% O2, 5% CO2 y 90% N2 empaque BOPP) tuvieron un comportamiento similar al reportado por (Casas y Pizano, 2008), donde se trabajó con la misma concentración y tipo de empaque, obteniendo para ambos casos la relación de madurez disminuyó durante los 15 días de almacenamiento. El análisis de varianza para el día 0 de almacenamiento no presenta diferencias significativas entre los trozos de piña procedentes de los 5 tratamientos; de igual forma la prueba de comparación de Tukey no presentó diferencias significativas entre tratamientos. En el día 15 de almacenamiento si se presentaron diferencias significativas entre tratamientos; y en la interacción entre atmósfera para el último

día de almacenamiento se presentaron diferencias

significativas, presentando

menor variación el tratamiento 4, con un 9.72%. 3.3. VARIACIONES BIOQUíMICAS Tabla 13. Variaciones bioquímicas y error estándar del análisis estadístico para los trozos de piña mínimamente procesados almacenados en atmósfera modificada. TRATAMIENTOS CARACTERÍSTICA

ERROR

DÍA 1

TESTIGO

ESTANDAR (Sx)

AZÚCARES

SACAROSA

FRUCTOSA

GLUCOSA

ÁCIDOS

ASCÓRBICO

MÁLICO

CÍTRICO

2,18a

1,99ba

1,78ba

1,815ba

1,9b

0,117

2,805 a

2,385 a

2,2 a

2,69 a

1,6 a

0,174

2,45 a

2,35 a

2,2 a

2,18 a

1,45 a

0,072

2,05 a

1,815 a

1,435 a

1,33 a

1,5 a

0,150

1,35

1,19 a a

1,165

1,41 a 1,565

1,48

1,345 a 1,6

1,095

1,215 a

1,5 a

1,345

1,5

2,18

2,305

1,58 a

1,34 a

1,55 a

1,44 a

1,2 a

1,235 a

1,4 a

1,55 a

1,22 a

1,1 a

0,01

0,02 a a

0,01

0,008 a 0,01

0,013

0,012 a

0,096 0,092 0,001

0,01 a

0,008 a

0,002

0,001

0,009

0,007 a

0,014 a

0,011 a

0,008 a

0,015 a

0,013

0,007 a

0,014 a

0,009 a

0,004 a

0,001

0,007 a

0,012 a

0,009 a

0,006 a

0,045 a

0,007

0,295 a

0,24ba

0,23ba

0,25ba

0,2b

0,016

0,275

0,215

0,225 a

0,2 a

0,23

0,23 a

0,01

0,011

0,01

0,166

0,01

0,078 0,054

0,22

0,19 a

0,005

0,013

0,16 a

0,007

0,18

*Medias horizontales con la misma letra no son significativamente diferentes, según la prueba de comparación de Tukey. Fuente: Los Autores

En la tabla 13, se presentan las características bioquímicas (azúcares y ácidos) y error estándar del análisis estadístico obtenidas durante el estudio para los trozos piña mínimamente procesada y almacenada en atmósfera modificada para cada uno de los tratamientos. 3.3.1. Análisis de azúcares Variación de Sacarosa En la tabla 13 y gráfica 8, se observa la variación en el contenido de sacarosa en los trozos de piña almacenados durante 15 días.

Gráfica 8. Variación del contenido de sacarosa de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

Los trozos de piña provenientes de los tratamientos 1, 2, 3 y 4 (atmósfera modificada), aumentaron en el contenido de sacarosa el día 15 respecto al día 0; sin embargo, los frutos procedentes del tratamiento 5 (Testigo), mostraron una disminución del 26.3% del contenido de sacarosa. Los frutos provenientes del tratamiento 1 (5% O2, 5% CO2 y 90% N2 empaque BOPP), fueron los que presentaron el menor incremento de contenido de sacarosa, con una variación del 12.3% para el día 15 de almacenamiento. Los frutos que aumentaron su contenido de sacarosa en un 23.5% fueron los procedentes del tratamiento 3 (Empaque BOPP con atmosfera 2%O2, 10% CO2 y 88% N2); siendo así estos trozos de piña los que representaron el mayor incremento respecto a los demás tratamientos. Esto puede ser debido a que se generaron

cambios fisicoquímicos en los cuales interviene la degradación de

almidones producto de la maduración en poscosecha. (Blach et al., 2008). (Galvis y Correal, 2011) encontraron que en tomate larga vida mínimamente procesado en atmosferas modificadas, el comportamiento en la variación de contenido de sacarosa fue totalmente opuesto, al reportado en este estudio, ya que en dicha investigación la tendencia de este azúcar fue a disminuir. En el inicio del almacenamiento hubo diferencias significativas entre los frutos provenientes de los diferentes tratamientos según lo arrojado por el análisis de varianza y la prueba de comparación de Tukey. Sin embargo al final del almacenamiento (Día 15) los frutos provenientes del tratamiento 1 fueron los que presentaron menor variación respecto a los demás tratamientos, mientras que el que el tratamiento testigo obtuvo la mayor variación; la interacción entre tratamientos – testigo y atmósferas presentan diferencias altamente significativas.

Variación de Glucosa. Los valores correspondientes al contenido de glucosa obtenida en los trozos de piña variedad Manzana de los 5 tratamientos, se presentan en la tabla 13 y gráfica 9.

Gráfica 9. Variación del contenido de glucosa de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

La tendencia de los trozos de piña durante los 15 días de almacenamiento respecto al inicio fue a disminuir, siendo los frutos provenientes de los tratamientos 1 y 5 los que mostraron la mayor disminución durante el almacenamiento, con 46% y 49% de pérdida de contenido de glucosa respectivamente.

Los frutos provenientes del tratamiento 3 (Empaque BOPP con atmosfera 2% O2, 10% CO2 y 88% N2), fueron los que presentaron la menor disminución de este azúcar con el 7.7% de pérdida de contenido en este compuesto. (Galvis y Correal, 2011) y (Morales y Suárez, 2011), reportan un comportamiento similar, con tendencia a la disminución de glucosa para todas las rodajas de las dos variedades de tomate larga vida sometidas a tratamientos con dos tipos de atmósferas y dos tipos de empaque. Este comportamiento era el esperado, ya que al aumentar el contenido de sacarosa, la concentración de monosacáridos (glucosa y fructosa) disminuye por degradación de almidones. El análisis de varianza y la prueba de comparación de Tukey para los días 0 y 15 de almacenamiento, no presenta diferencias significativas entre los frutos de los diferentes tratamientos. Lo que significa que el objetivo de aplicar barreras de conservación con diferentes concentraciones si se cumplió, ya que no se presentaron variaciones. Variación de Fructosa. En la tabla 13 y la gráfica 10, se observa la variación del contenido fructosa de los trozos de piña almacenados en los diferentes tratamientos, incluido el testigo.

Gráfica 10. Variación del contenido de fructosa de la piña variedad manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

El contenido de fructosa en los trozos de piña para todos los tratamientos fue de tendencia a disminuir, siendo los frutos provenientes de los tratamientos 1 y 5 los que presentan la mayor pérdida con 41% y 30% de este compuesto, respectivamente. La menor pérdida de este compuesto la mostraron los frutos provenientes del tratamiento con atmósfera 2% O2, 10% CO2 y 88% N2 y empaque BOPP (Tratamiento 3), con un porcentaje del 6% de disminución; lo cual indica que durante los 15 días de almacenamiento este tratamiento fue el que presentó el mejor comportamiento respecto a los demás.

Durante los 15 días de almacenamiento no se presentaron diferencias altamente significativas entre los frutos provenientes de todos los tratamientos. 3.3.2. Análisis de ácidos Variación Ácido Ascórbico En la tabla 13 y gráfica 11, se observa la variación de Ácido Ascórbico de los trozos de piña provenientes de los diferentes tratamientos los días 0,10 y 15 de almacenamiento.

Gráfica 11. Variación del contenido de Ácido Ascórbico de la piña mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

La tendencia de los frutos fue a disminuir durante los 15 días de almacenamiento su contenido en ácido ascórbico; sin embargo los frutos provenientes de los tratamientos 2 y 4 fueron los que presentaron igual comportamiento el día 15 respecto al inicio. Estos dos tratamientos solo diferían en su concentración de atmósfera, el empaque era el mismo (PE). Los frutos de T4 durante los 15 días de almacenamiento tuvieron un mismo comportamiento, lo que indica que este tipo de empaque y concentración mantuvieron este ácido. Los trozos de piña que presentaron solo el 10% de disminución al final del almacenamiento, fueron los procedentes del tratamiento 1 (Empaque BOPP, con una atmosfera de 5% O2, 5% CO2 y 90% N2), siendo así los frutos que mostraron la menor disminución. Los frutos que presentaron la mayor disminución para el día 15 de almacenamiento, fueron los provenientes del tratamiento 5 (testigo), con el 54% de reducción de vitamina C. Comportamiento esperado por estar en una atmosfera normal. Comparando la variación de vitamina C con estudios realizados por (Casas y Pizano, 2008) y (Galvis y Correal, 2011) donde trabajaron con piña Gold y tomate Larga Vida mínimamente procesados, se observa que para estos la concentración de vitamina C disminuyó en cada uno de los tratamientos empacados con diferentes concentraciones y tipo de empaque. El análisis de varianza y la prueba de comparación de Tukey para el día 0 no reportó diferencias significativas entre los tratamientos y testigo; sin embargo, para el día 15 existen diferencias significativas entre tratamientos. La interacción atmósfera-empaque presentó diferencias significativas. Lo que indica que estos

influyeron en la calidad del producto, siendo el tratamiento 1 el que presentó diferencia significativa. Variación Ácido Málico En la gráfica 12 y tabla 13, se observa la variación de Ácido Málico de los trozos de piña provenientes de los diferentes tratamientos.

Gráfica 12. Variación del contenido de Ácido Málico de la piña mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

Los niveles de Ácido Málico en los trozos de piña durante los 15 días de almacenamiento disminuyeron, excepto los frutos provenientes del tratamiento 1,

los cuales no mostraron variación, indicando que en este tratamiento los trozos presentaron el mejor comportamiento. (Martin y OMS, 2005) y (Lamikanra, et al., 2000), reportaron un comportamiento similar para frutas frescas cortadas como kiwi, manzana y melón. Los frutos que se encontraban almacenados en una atmósfera normal (testigo), fueron los que presentaron la mayor disminución con el 73% respecto a los demás tratamientos en el día 15 de almacenamiento. Este comportamiento era el esperado, ya que en este tratamiento el contenido de O2 es mayor y por lo tanto la posibilidad de degradación del ácido málico es también más alta. El análisis de varianza mostró que para el día 0 y 15 no existen diferencias significativas entre los trozos provenientes de los diferentes tratamientos durante el periodo de almacenamiento, siendo el tratamiento 1 quien no mostró variación al contenido de Ácido Málico. De igual manera la prueba de comparación de Tukey no presentó diferencias significativas, mientras que la interacción entre los tratamientos con atmosfera modificada y testigo presentó diferencias altamente significativas, lo que significa que se requiere que el producto este protegido por barreras de conservación.

Variación de concentración Ácido Cítrico El ácido cítrico fue el ácido predominante en los frutos provenientes en cada uno de los tratamientos. En la gráfica 13 se observa su comportamiento durante los 15 días de almacenamiento.

Gráfica 13. Variación del contenido de ácido cítrico de la piña Manzana mínimamente procesada durante el tiempo de almacenamiento en atmósfera modificada

La tendencia de los trozos provenientes de los tratamientos 1, 2, 4 y 5 fue de disminuir; mientras que los procedentes del tratamiento 3 (2% O2, 10% CO2 y 88% N2 y empaque BOPP) fueron los que mostraron el mejor comportamiento para los 15 días de almacenamiento, ya que no presentaron variación. Los frutos procedentes del tratamiento 4 presentaron la mayor pérdida con 24%, seguido por el tratamiento 1 y 5 donde disminuyeron el 23.7% y 20% respectivamente.

(Galvis y Correal, 2011), estudiaron el comportamiento de tomate Larga Vida mínimamente procesado y almacenado en atmósfera modificada; encontrando que el contenido de ácido cítrico bajó durante el almacenamiento; caso similar a lo obtenido en este estudio. Al inicio del almacenamiento se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos 2, 3 y 4. De igual manera la prueba de Tukey mostró diferencias significativas, siendo el tratamiento 1 el más favorecido. Para el último día de almacenamiento del análisis de varianza y prueba de Tukey mostraron que no existen diferencias significativas entre los tratamientos para la variable Acido cítrico, sin embargo para este día el mayor valor lo obtuvo el tratamiento 3 y mientras el menor valor lo presentó el testigo.

3.4.

VARIACIONES MICROBIOLÓGICAS

En las tablas 15 y 16 se presentan los resultados de los análisis realizados a los trozos de piña para Coliformes totales y fecales respectivamente.

Tabla 14. Resultados obtenidos de Coliformes Totales en los trozos de piña para todos los tratamientos durante su almacenamiento.

NÚMERO MÁS PROBABLE COLIFORMES TOTALES /g TRAT

TRAT

DIA

3,6

MNC

3,6

MNC

TESTIGO

Fuente: Autores

Los resultados de los análisis realizados a los trozos de piña para Coliformes Totales para el ultimo día de su almacenamiento, estuvieron fuera de

norma

según lo establecido en la Resolución 7992 de 2001 (Ministerio de Salud, 1991) donde el límite máximo es 29 NMP Coliformes Totales/g.

Tabla 15. Resultados obtenidos de Coliformes Fecales en los trozos de piña para todos los tratamientos durante su almacenamiento.

NÚMERO MÁS PROBABLE COLIFORMES /g TRAT

TRAT

DIA

‹3

TESTIGO

Fuente: Autores

Estos resultados indican que durante los 15 días de almacenamiento para todos los tratamientos los frutos no presentaron ninguna contaminación; esto se debe a que se conto con buenas prácticas de higiene tanto del manipulador como de los utensilios utilizados durante la investigación, ya que el límite máximo son < 3 NMP Coliformes Fecales/gr.

Tabla 16. Presenta los resultados obtenidos en los trozos de piña respecto al recuento Mesófilos Aerobios Viables durante el tiempo de almacenamiento.

RECUENTO DE MÉSOFILOS AEROBIOS VIABLES UFC/g TRAT

TRAT

DIA

815

590

1155

<100

110

MNC

4550

<100

4650

3500

MNC

TESTIGO

Fuente: Autores

En estos resultados la mayor carga microbiana la presentaron los trozos provenientes de los tratamientos testigo siendo MNC (Muy numerosas de contar), por el contrario el menor valor lo presentaron los trozos provenientes del tratamiento 4 (2% O2, 10% CO2 y 88% N2) empaque PE para cada unos de días de almacenamiento; esto indica que la concentración y el tipo de empaque ayudan a disminuir el crecimiento de estos. Los tratamientos 3 y 4 (2% O2, 10% CO2 y 88% N2) empaque BOPP (2% O2, 10% CO2 y 88% N2) empaque PE para el día 10 de almacenamiento obtuvieron resultados similares.

Para el día 15 se presentaron resultados con mayor carga microbiana para todos los tratamientos incluyendo el testigo. Tabla 17. Resultados obtenidos en los trozos de piña para Mohos y Levaduras. RECUENTO MOHOS Y LEVADURAS TRAT. 1

TRAT. 2

TRAT. 3

TRAT. 4

TESTIGO

>100

<20

>100

MNC

DIA

Fuente: Los Autores

Los trozos de piña provenientes de los tratamientos 1, 2, 3 y 4 para el día 5 de almacenamiento fueron los que presentaron menor crecimiento microbiano, por el contrario el tratamiento testigo tuvo mayor crecimiento microbiano; indicando que la fruta necesita estar empacada bajo una atmosfera modificada, para preservar y mantener sus características microbiológicas. Para todos los tratamientos incluyendo el testigo presentaron mayor crecimiento microbiano en el día 15 de almacenamiento. El hecho de que el pH se mantuviera por debajo de 4, favoreció el crecimiento de microorganismos.

3.5.

VARIACIÓN ANÁLISIS SENSORIAL

En la gráfica se presenta medias de la calificación dada por el panel evaluador para todos los parámetros y tratamientos incluyendo el tratamiento testigo en el día 10 de almacenamiento.

Grafica 14. Variación de las medias de la calificación dada por el panel evaluador para todos los parámetros y tratamientos la piña variedad Manzana mínimamente procesada en el día 10 de almacenamiento.

Apariencia general: La mayor calificación la obtuvieron los trozos provenientes del tratamiento 4 (2% O2, 10% CO2 y 88% N2) empaque PE, con un promedio de (4,4) de calificación; seguidos de los tratamientos 1, 2, 3, y 5 para los dos últimos presentaron la misma calificación (2,6).

Color: La mayor calificación la obtuvieron los trozos provenientes del tratamiento 4 (2% O2, 10% CO2 y 88% N2) empaque PE con promedio (3,8), seguidos por los tratamientos 1 y 2, con promedios de calificación de (3,2) y (3,4) respectivamente. Los tratamientos con menor calificación otorgada por el panel fueron los frutos provenientes del los tratamientos 3 y 5 que obtuvieron la misma calificación, con un promedio de (2,4). Olor: La mayor calificación la obtuvieron los trozos provenientes de los tratamientos 1 y 4 con atmósferas modificadas seguidos de los trozos provenientes de los tratamientos 2, 3 y 5 respectivamente. Textura: Los trozos provenientes de los tratamientos 1,2 y 5 obtuvieron las misma calificación promedio de (3). La mayor calificación la obtuvo el tratamiento 4 con atmósfera modificada (2% O2, 10% CO2 y 88% N2 empaque PE), seguido de los trozos provenientes del tratamiento 3 con atmósfera modificada (2% O2, 10% CO2 y 88% N2 empaque BOPP). Sabor: La mayor calificación para el panel evaluador fueron los trozos provenientes del tratamiento 4 (2% O2, 10% CO2 y 88% N2 empaque PE), seguido del tratamiento 2 con atmósfera modificada (5% O2, 5% CO2 y 90% N2 empaque PE). Para los tratamientos 1,3 y 5 presentaron la misma calificación (3). Para este día se demuestra que los trozos de piña provenientes del tratamiento 4 atmosfera modificada (2% O2, 10% CO2 y 88% N2 empaque PE) fue la que obtuvo mejor calificación para cada uno de los parámetros evaluados. De acuerdo con los parámetros evaluados es muy notorio que el parámetro con menos calificación para todos los trozos provenientes de cada uno de los

tratamientos incluido el testigo es el olor; este resultado concuerda con lo escrito por (Casas y Pizano 2008). En la gráfica

15 se presenta las medias de la calificación dada por el panel

evaluador para todos los parámetros y tratamientos incluyendo el tratamiento testigo en el día 15 de almacenamiento.

Grafica 15. Variación de las medias de la calificación dada por el panel evaluador para todos los parámetros y tratamientos la piña variedad Manzana mínimamente procesada en el día 15 de almacenamiento.

Para el día 15 se comprueba que el tratamiento que mantuvo la mayor calificación fue tratamiento 4 con una atmósfera modificada a una concentración y tipo de empaque (2% O2, 10% CO2 y 88% N2 empaque PE).

Los frutos provenientes del tratamiento 2 (5% O2, 5% CO2 y 90% N2 empaque PE) presenta calificación de (3) para apariencia, olor, textura y sabor; en cambio para color obtuvo una calificación baja con promedio de (2). Los trozos de piña provenientes del testigo (atmósfera normal) fue el que tuvo menor calificación para cada uno de los parámetros evaluados; indicando que la fruta necesita estar empacada bajo una atmósfera modificada, para preservar y mantener sus características sensoriales, físicas, químicas y microbiológicas.

Tanto la prueba de análisis de varianza como la prueba de comparación de TUKEY para el día 10 de almacenamiento muestran que para los parámetros de apariencia general, textura y sabor no presentaron diferencias significativas. El color y el olor mostraron diferencias significativas, para estos dos últimos parámetros; salió favorecido los trozos provenientes del tratamiento 4 quien obtuvo la mayor calificación. En su último día de almacenamiento las pruebas ANOVA y TUKEY mostraron diferencias significativas para los parámetros apariencia general y color para los trozos procedentes de los tratamientos. Sin embargo, para olor y sabor no existen diferencias significativas entre cada uno de los tratamientos. Existen diferencias altamente significativas para parámetros como la textura. Lo que indica que para este parámetro la aceptación fue poca con un promedio (1,4).

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 1. De los resultados obtenidos se concluye que la aplicación de las mezclas de 5% O2, 5% CO2, 90% N2, Y 2% O2, 10%CO2, 88% N2, fueron efectivos para conservar las propiedades físicas, químicas y sensoriales durante sus 15 días de almacenamiento, por lo tanto contribuyeron a prolongar la vida útil de piña variedad Manzana mínimamente procesada. 2. La calidad microbiológica para el día 15 de almacenamiento se ve afectada por los microorganismos coliformes totales y mohos y levaduras para los trozos de piña provenientes de cada uno de los tratamientos. 3. El empaque que mantuvo mejor las características químicas y bioquímicas de la piña variedad Manzana mínimamente procesada durante el almacenamiento por 15 días, fue la película de polipropileno Biorientado (BOPP); indicando así, que la permeabilidad manejada fue la adecuada con respecto al paso de oxigeno. 4. Los trozos de piña variedad Manzana que presentaron ligeras variaciones en sus características físicas y sensoriales durante el período de almacenamiento, fueron los empacados en película de polietileno (PE). 5. Las menores pérdidas de peso la presentaron los frutos provenientes del tratamiento 2, los cuales fueron empacados en película de polietileno (PE) y atmósfera modificada con concentración 2%O2, 10% CO2 y 88% N2. 6. Los datos de sólidos solubles (°Brix) y pH tienen tendencia negativa; es decir, disminuyen a través de los 15 días de almacenamiento; así mismo, el

porcentaje de acidez disminuye con el tiempo. Estas características evolucionaron de forma diferente a lo esperado. 7. El análisis sensorial de la piña variedad Manzana mínimamente procesada, mostró una disminución en todas las características organolépticas. Sin embargo las mejores calificaciones en todos los atributos sensoriales se encontraron en los frutos provenientes del tratamiento 4 (empaque PE con atmósfera 2% O2, 10% CO2 y 88% N2). 8. Se recomienda para futuros trabajos sobre productos mínimamente procesados, realizar ensayos con agentes conservantes de carga microbiana y otras composiciones de atmósfera. 9. Se recomienda utilizar otro tipo de películas para el almacenamiento de alimentos frescos mínimamente procesados, en futuras investigaciones. 10. Para próximas investigaciones se recomienda para el momento de selección y clasificación de frutos, una homogeneidad en su grado de madurez.

11. Se recomienda para próximas investigaciones realizar procesos de recepción, selección, clasificación, adecuación, empaque y almacenamiento de la fruta, con las más mínimos requisitos de higiene; según lo estipulado en el decreto 3075 de 1997. 12. Se recomienda para próximos estudios realizar pruebas microbiológicas para la detección de Salmonella.

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ANEXO A. Análisis y técnicas. Para efectos de esta investigación, durante el estudio se realizó una serie de análisis y técnicas necesarias para cumplir con los objetivos propuestos, entre los cuales se encuentran: Análisis físicos.

A. Pérdida de peso:  Realizar mediciones de peso a las 5 muestras seleccionadas.  A los 15 días de almacenamiento realizar las mediciones nuevamente para las 5 muestras y determinar la pérdida de peso mediante la siguiente ecuación:

Donde: PO: Peso inicial PF: Peso Final B. Determinación de pH:  Se calibra el pH-metro con las soluciones Buffer a 4 y a 7.  Pesar 10 gramos muestra.  Extraer el zumo

 Tomar las lecturas del pH de cada una de las muestras. Análisis fisicoquímicos. A. Grados Brix: Se realiza con la lectura de un refractómetro de 0 a 32% colocando una gota del zumo extraído de piña manzana. B. Porcentaje de acidez: Se realizó por el método de titulación; el procedimiento fue el siguiente: Se tomo el jugo de cada uno de los empaques con piña, se tomo de a 1 mililitro (ml) y se llevó a un balón aforado de 100 ml con agua destilada. Se tituló con solución de hidróxido de sodio NaOH 0.1N, se anotó el volumen de soda gastada, se emplea para el cálculo del porcentaje de acidez, aplicando la siguiente ecuación:

Donde, N= Normalidad real de la solución de NaOH. PEQ= Peso equivalente del ácido málico (0,064gr/meq) PX = Peso de muestra V= 100ml Al = Alícuota C. Índice de madurez: La relación de madurez (RM) se cuantificó como el cociente entre SS y él % de acidez; por la siguiente ecuación:

)

Análisis de textura. El análisis de textura se realizó por medio de un analizador (LFRA Textureanlyzer) contando con la siguiente información como muestra la siguiente tabla.

Tipos de análisis de textura. PRUEBA

MODO TRIGGER DISTANCIA VELOCIDAD TA

Penetración Normal 4,0 (g)

0,2 (mm)

0,5(mm/s)

Aguja larga de acero Cilindro de 38,1 mm

Compresión Normal 4,0 (g)

0,2 (mm)

0,5(mm/s)

diámetro y 20 mm de largo en perspex claro

Análisis microbiológicos. Los análisis microbiológicos se realizaron en el Laboratorio de Microbiología de la Fundación Universitaria Agraria de Colombia “UNIAGRARIA” y guiado con el Manual de técnicas de análisis para control de calidad microbiológica de alimentos para consumo humano. Instituto Nacional de Vigilancia de Medicamentos y Alimentos. INVIMA. Ministerio de Salud. Colombia (Holguín et al,1998). El recuento microbiológico se realizó cada cinco días de almacenamiento hasta completar los 15 días.

A. Recuento de microorganismos aerobios Mesófilos:  Método de recuento en placa (SPC): Es el método comúnmente utilizado para determinar el número de células viable o de unidades formadoras de colonias (ufc) en un alimento. Es el indicador más amplio en alimentos, ya que incluye todos los géneros aerobios y facultativos que crecen en medios simples a una temperatura 20 ºC y 45 ºC. Este recuento se considera como indicador del grado de contaminación de los alimentos en cualquier etapa del proceso de producción, permite también obtener información sobre la alteración incipiente de los alimentos y su probable vida útil.  Medios de cultivo y reactivos: Agar platecount (Agar peptona de caseína glucosa extracto de levadura)  Procedimiento: 1. Preparar 10 gr de muestra y 90 ml de agua peptonada y homogenizarlas.

2. Preparar las diluciones 10-2 y 10-3. En tubos con 9ml de agua peptonada. 3. Transferir por duplicado, alícuotas de 1 ml de cada una de las diluciones consecutivas en cajas petri estériles. 4. Verter en las cajas de petri, 25 ml de Agar platecount fundido y mantenido a 45 ºC. 5. Mezclar el inoculo con el medio de cultivo fundido.la manera más indicada de mezclar el inoculo con el medio es la siguiente: o Mover la caja de arriba hacia abajo 5 veces, o Rotar la caja 5 veces en el sentido de las agujas del reloj, mover la caja 5 veces haciendo ángulo recto sobre el movimiento (a), o Rotar la caja 5 veces en el sentido contrario de las agujas del reloj. 6. Una vez solidificado el medio de cultivo, invertir las placas e incubarlas a 37ºC.

B. Recuento de mohos y levaduras Los mohos y levaduras tienen características similares a las bacterias cuando contaminan los alimentos, tales como la capacidad de alteración, y la producción de metabolitos tóxicos. Los hongos (mohos y levaduras) se ponen en evidencia de sales y azucares, bajo contenido de humedad y baja temperatura de almacenamiento.  Medios de cultivo: Agar saburoud.  Procedimiento: 1. Preparar 10 gr de muestra y 90ml de agua peptonada y homogenizarlas.

2. Preparar las diluciones 10-2 y 10-3. En tubos con 9ml de agua peptonada. 3. Transferir por duplicado, alícuotas de 1 ml de cada una de las diluciones consecutivas en cajas petri estériles. 4. Verter en las cajas de petri, 25 ml de Agar saburoud fundido y mantenido a 45 ºC. 5. Mezclar el inoculo con el medio de cultivo fundido.la manera más indicada de mezclar el inoculo con el medio es la siguiente: o Mover la caja de arriba hacia abajo 5 veces, o Rotar la caja 5 veces en el sentido de las agujas del reloj, mover la caja 5 veces haciendo angulo9 recto sobre el movimiento (a), o Rotar la caja 5 veces en el sentido contrario de las agujas del reloj. 6. Una vez solidificado el medio de cultivo, invertir las placas e incubarlas a temperatura ambiente durante 5-7 días.

C. Determinación de coliformes totales en alimentos, numero más probable (nmp) Este grupo de microorganismos comprende varios géneros de la familia Enterobacteriacea; está ampliamente difundido en la naturaleza, agua y suelo. También es habitante normal del tracto intestinal del hombre y animales de sangre caliente. Su presencia en alimentos es signo de mala calidad higiénica en el proceso, falta de higiene de los manipuladores, recontaminacion después del proceso y aun de contaminación fecal.  Medios de cultivo: Agar E.M.B

 Procedimiento: 1. Preparar el medio de cultivo (EMB) 2. Servirlo en las cajas de petri, esperar que se solidifiquen. 3. Sembrar 0.1 ml de muestra y esparcirlo con el asa de drigalsky. 4. Una vez terminado el procedimiento incubarlas a 37 ºC durante 2 días.

D. Determinación de coliformes fecales en alimentos, numero más probable (nmp) Se utiliza para diferenciar los coliformes de origen fecal procedentes del intestino del hombre y der animales de sangre caliente) de lo0s coliformes de otros orígenes.  Medios de cultivo: Agar E.M.B  Procedimiento: 1. Preparar el medio de cultivo (EMB) 2. Servirlo en las cajas de petri, esperar que se solidifiquen. 3. Sembrar 0.1 ml de muestra y esparcirlo con el asa de drigalsky. 4. Una vez terminado el procedimiento incubarlas a 37 ºC durante 2 días.

ANALISIS BIOQUIMICOS. A. Azúcares: La determinación de azúcares se realizó por medio de Cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC), usando una columna de Shodex SC-1011 COL, agua HPLC como eluente; así como la glucosa, sacarosa y fructosa grado cromatográfico como sustancias patrón.  Procedimiento: 1. Pesar 10 g de muestra con precisión 0,0001 g y disolver en 50 ml de fase móvil. 2. Centrifugar por 20 minutos a 4500 rpm. 3. Ultrafiltrar en filtro de 0,45 µm. 4. Inyectar al equipo 20 µl a una velocidad de flujo de 1 ml/min. 5. Correr la muestra a una temperatura de 60°C. 6. Utilizar un detector para medir el índice de refracción. B. Análisis de Ácidos: La determinación de ácidos se realizó mediante cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC), usando la columna NOVAPAK C18 60A, H2SO4 4mM como eluente; así como ácido ascórbico, ácido cítrico, ácido D – Málico, ácido L – Málico grado cromatográfico como sustancias patrón. El procedimiento seguido fue:

 Procedimiento: 1. Pesar 10g. de muestra con precisión 0.0001g. y disolver en 50 ml., de fase móvil. 2. Centrifugar por 20 minutos a 4500 rpm. 3. Ultra filtrar en filtro de 0,45 µm.

ANEXO B Formato de evaluación sensorial (Ananas comosus (L.) Merry) VARIEDAD MANZANA MINIMAMENTE PROCESADA. NADINNE CUEVAS P. LIZETTE LOPEZ F.

ESTUDIO DE LA APLICACIÓN DE LA ATMOSFERA MODIFICADA Y DOS TIPOS DE EMPAQUES LA CONSERVACION DE PIÑA

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA UNIAGRARIA FACULTAD DE INGENIERIA DE ALIMENTOS EVALUACIÓN SENSORIAL PIÑA EN CUBOS MÍNIMAMENTE PROCESADA Fecha: _________________________ INSTRUCCIONES 1. Frente a usted tiene cinco (5) muestras de piña, pruébelas cuidadosamente y evalúe cada una de las características en la escala de 1 a 5, según los criterios de evaluación que se encuentran en la hoja anexa, en la siguiente tabla: MUESTRA Características A B C D E Apariencia general Color Olor Textura Sabor

CRITERIOS DE EVALUACION

APARIENCIA GENERAL 1

Pésima

Regular

Moderada

Buena

Excelente

COLOR 1

Amarillo pálido

Amarillo medio

Amarillo

Amarillo fuerte

Amarillo naranja OLOR Y SABOR

Fuertemente fermentado (rancio ‐ agrio)

Débil a fermentado

Acido

Moderadamente acido

Excelente balance dulce ‐ acido (característico del fruto maduro TEXTURA

Muy blando

Ligeramente blando

Intermedio (no muy blando, no muy duro)

Ligeramente blando

Moderadamente duro (característico del fruto maduro)

(Casa y Pizano 2008)

ANEXO C