tesis-n2615-Guerrero

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Di r ecci ó n:Di r ecci ó n: Biblioteca Central Dr. Luis F. Leloir, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. 
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Co nta cto :Co nta cto : digital@bl.fcen.uba.ar
Tesis de Posgrado
Desarrollo de una tecnología deDesarrollo de una tecnología de
factores combinados parafactores combinados para
preservar pure de banana de altapreservar pure de banana de alta
humedadhumedad
Guerrero, Sandra
1993
Tesis presentada para obtener el grado de Doctor en Ciencias
Químicas de la Universidad de Buenos Aires
Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca
Central Dr. Luis Federico Leloir, disponible en digital.bl.fcen.uba.ar. Su utilización debe ser
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This document is part of the doctoral theses collection of the Central Library Dr. Luis Federico
Leloir, available in digital.bl.fcen.uba.ar. It should be used accompanied by the corresponding
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Cita tipo APA:
Guerrero, Sandra. (1993). Desarrollo de una tecnología de factores combinados para preservar
pure de banana de alta humedad. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de
Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_2615_Guerrero.pdf
Cita tipo Chicago:
Guerrero, Sandra. "Desarrollo de una tecnología de factores combinados para preservar pure de
banana de alta humedad". Tesis de Doctor. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.
Universidad de Buenos Aires. 1993.
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mailto:digital@bl.fcen.uba.ar
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
DEPARTAMENTO DE INDUSTRIAS
DESARROLLO DE UNA TELNOLOGIA DE BACIORES COMBINADOS
PARA PRESERVAR PURE DE BANANA DE ALLAHUMEDAD
SANDRA GUERRERO
Tesis presentada para optar al
título de Doctor de la Universidad de Buenos Aires
Directora de tesis: Dra. Stella Maris Alzamora
1993
PARTE l
AGRADECIMlENTOS
A la'Universidad de Buenos Aires, a la Secretan'a de Ciencia y Tecnología
(SECYT) (Programa Nacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos), al Consejo
Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), a la Organización de
Estados Americanos (OEA) y al Proyecto CYTED-D por el apoyo financiero brindado
para la realiución de esta tesis.
Al Departamento de Industrias de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de
la Universidad de Buenos Aires por facilitar el uso de sus instalaciones.
A la Dra. Stella Maris Alzamora por el apoyo, el entusiasmo y el excelente
trato que siempre recibí.
A las Dras Lía Gerschenson, Cecilia Leiras, a la Ing. Agr. Olga Loruso y al Ing.
Agr. Lucas Gonzalez que, en forma desinteresada, me asesoraron para el tratamiento de
algunos temas de este trabajo.
A todos mis compañeros del Departamento de Industrias, y muy especialmente a
Carmen Campos, quienes, de una forma u otra, me brindaron su ayuda y me
acompañaron durante todo este tiempo.
A Refinerías de Maíz. S.A. que facilitó la Cerelose utilizada en este estudio.
Al Ing. Hugo Longobuco de la la empresa Grace S. A., quien cedió gentilmente
todo el film Cryovac utilindo en este trabajo.
A Merck Química Argentina, que provcyó parte de los reactivos utilizados en
esta tesis.
A mi esposo por su apoyo, su comprensión y su ayuda constantes que me
permitieron concretar este trabajo.
A mis padres y a Rosita por cuidar de Feden'co con tanto esmero.
.-‘1papá y mamá
A Nino
A Fede
INDICE
1- INTRODUCCION, 1
2 - OBJETIVOS, 20
3- CARACTERIZACION DE PURE DE BANANACONSERVADO POR
METODOS COMBINADOS, 23
4 - ESTABILIDAD MICROBIOLOGICA DEL PURE PRESERVADO, 57
5- OPTIMIZACION DEL METODO CONSERVACION POR FACTORES
COMBINADOS PARA MINIMIZAR LOS CAMBIOS DE COLOR, 99
6- ANALISIS SENSORIAL DE PURE DE BANANA, 227
7 - REOLOGIA DE PURE DE BANANA PRESERVADO| 328
8- APENDICE: PROCEDIMIENTOS ESTADISTICOS, 385
[ll BIBLIOGRAFIA, 443
1-INTRODUCCION
1.1- Origen, características y taxonomía de la banana, 1
1.2- Composición. 7
1.3- Bioquímuca de la maduraCIón, 11
1.4- Aspectos socioeconómicos en la producción. comercialización y conservador-¡,12
1.5- Métodos de conservación de banana hasta ahora aplicados: 1G
l - INTRODUCCION
l. l-Origen, caracteristicas y taxonomía de la banana
La banana es una especie tropical y subtropical. Las formas cultivadas
pertenecen a especies nativas del sur de Asia, de donde se difundió a paises tropicales y
subu'opicales. Primero pasó a Africa y luego, a América, aunque la especie Musa
Cm‘endishr'i es originaria de China.
El cultivo de banana está limitado por los requerimientos de agua y elevadas
temperaturas. Se cultiva en toda America Central , el Caribe, en América del Sur
(llegando hasta Argentina. y la mayor parte de Brasil) y en Africa.
El banano cultivado está constituido por un número relativamente grande de
clones partenocárpicos del género Musa. Abarca unas 50 especies del trópico.
caracterizadas por su crecimiento rápido y \igoroso. Hay entre ellas variedades
alimenticias (por sus frutos), ornamentales y temiles. .\‘o se sabe con seguridad dónde ni
como se originaron los clones partenocárpícos, pero las variedades de bananas son muy
numerosas _\'ademas. una variedad se clasifica como si fuera otra distinta dependiendo del
pais. porque al cambiar de ambiente y de suelo. la planta y el fruto suelen cambiar de
tamaño.
El fruto llamado barman es conocido vulgannente en España como pjátgig, pero
en realidad se denomina banaga a la variedad de musáceas que se consume cruda, y
El fi'uto llamado banana es conocido vulgarmente en España como plátano, pero
en realidad se denomina M a la variedad de musa'ceasque se consume cruda, y
M a aquellaque se consumecocida o asada (pues contienemucho almidón). Ambos
son fuente importante de alimento en los trópicos y regiones templadas.
La banana cultivada está compuesta por múltiples clones del género Musa,
perteneciente a la familia de las ¿llusaceaz (Borges Fuentes y col.,1970).
Las diferencias entre especies de este género radica en la velocidad de
transformación del almidón a azúcar. Para el género Musa la clasificación más acorde con
los conocimientos actuales es la propuesta por Checsman (1940), la cual dixide al género
en cuatro secciones:Eumusa. Rhodoclamys. .Jtutralimusa y Cal/¡musa
Las bananas comestibles y los cambures estan ubicados en la sección Eumusa.
Se las agrupaba clásicamente en tres especies (Simmonds,l966):
Musa paradisiaca: es la especie más antigua , conocida como "plátano
común". Es la especie de mayor desarrollo. alcanzando hasta 9 metros de altura. Es
originada de la India. Tiene frutos grandes ( 20-30 cm.) y es poco dulce, por lo que debe
ser c0nsumida previa cocción.
Musa paradisiaca. var ¡llum sapíanrum Kunize o Musa sapientum L: el
fruto es conocido como "banana", siendo más chico que el fruto de M. paradisíaca y
más dulce. por lo que se consume fresco . Alcanza unos 6 metros de altura, siendo
cultivada en Amén'ca Central y en América del Sur.
Musa cavendishii Lambert: es originaria del sm' de China. Fue designada
¿Mil-íaChínensis y Musa nana. Es de porte pequeño. Se la conoce como banano enano y
tiene frutos chicos . los cuales se consumen frescos. En la Argentina se la conoce como
"petisa" o "carapé" (Berardi, 1960 ).
Actualmente, en base a estudios citológicos y genéticos realizados en el Colegio
de Agricultura Tropical de Trinidad sobre una completa colección de variedades
cultivadas y silvestres de plátanos y bananas. se sabe que las formas cultivadas derivan de
dos especies (Chandler.l950: Borges Fuentes.l970):
.lfusu uatmmara: originaria de Birmania, Indochína, Malasia y Java.
donde se encuentra en estadosilvestre. produciendo frutos con semillas comestibles.
Lleva el llamado genomio A. Las plantas se producen como diploides en la forma
silvestre, con semillas, y como lriploide en la forma comestible, sin semillas.
Musa balbr‘smna: originaria de Ceylan, India Birmania _\'Nueva Guinea.
Produce frutos con semillas. no comestibles e híbridos . LLeva el genomio B. Se produce
solo como diploide o triploide, con semillas. No se conocen diploídes o triploides
comestibles de .U.ba/bistuna.
De estas especies se originaron nuevas formas mediante la hibridación , con
constitución genómica híbrida.
Todas las bananas ricas en almidón, llamadas "plátanos". penenecen a híbridos
de M. buibrsrana _vdeben ser comidos preria cocción.
Todos los tipos de M. acuminata y allgunos híbridos tienen fi'utos dulces y se
consumen fiescos. Las bananas de postre suelen derivar de M. acuminata como
diploides o tn'ploides comestibles (Simmonds, 1962).
De acuerdo a lo expuesto, algunos autores designan a las variedades de acuerdo
a los genomios intem'nientes en su constitución. Así, por ejemplo, un clon triploide de M.
acuminaia , tal como Lacatán o Gross Mitchel, debería ser designado Musa (AAA)
Lacam’n o (¡1.4.-!)Gross Alitalia] (Simmonds, 1966).
En la sección Eumusa se conocen seis grupos: dos, de clones derivados
exclusivamente de .M. acuminata (AA y AAA). y cuatro clones hibridos de M.
acuminata yfifibalbisiana (AAB) (Borges Fuentes, 1970).
#Gru po AA
Cambur titiaro: Es un fruto pequeño (8-12 cm.), amarillo y muy dulce. Otras
denominaciones son: Honey (Jamaica); Sucn'er (Simmonds,l966); Centro de boca
(Cuba); Banana ouro (Brasil).
oz-crupo AAA
Cambur cuyaco: Es un fruto de pulpa dulce y cremosa. Otras denominaciones
son : Gross Mitchel (Simmonds. 1966): Cuyaco (Venezuela); Habano (Colombia).
Cm'emfish: tiene muchas variedades, entre ellas:
o Extra Dwarl' Cavendish
o Dwarf Cavendish: es el principal banano de exportación de Brasil. Mide
entre 16 y 18 cm. siendo de color amarillo claro. Ou'as denominaciones
son Ananica y Catuna (Brasil)
Giant Cavendish: mide de 20 a 24 cm. Otras denominaciones son
Nanica (Brasil) y Grand Naine (India)
Robusta: otras denominaciones son Valcry (Jamaica) y Grant Fig
(Trinidad).
Lacatán: otra denominación es Mestica (Brasil).
Morado:
o Cambur Morado: es un fruto feo. Mide 14 cm de largo y 6-7 cm. de
grueso. Otras denominaciones son: Banana Roxa (Brasil) ; Tafetán
(Colombia) y Red (Simmonds).
o Cambur Injerto: tiene pulpa de mala calidad. En Brasil se conoce como
Carú verde.
Cambur Criollo: son frutos rectos y cortos de pulpa fea.
-:-Grupo AAB:
tiene cuatro subgrupos :
Plátano
Cambur Manzano
Cambur Rosado
Mvsore
1.2. Composición
La información aportada acerca de la composición de esta fi'uta se maneja
dentro de rangos de valores. ya que la misma depende fuertemente de la variedad y del
estado de madurez de esta fruta. Los datos aportados por Paul y Southgate (1978) son
consistentes con los valores medios reportados por Loesecke (1949) y Simmonds (1966)
y tablas nutricionales standards (Watt y 51611111963).
Los componentes quimicos mayoritarios de esta fruta, además del agua, son los
carbohidratos. La fruta madura contiene entre un 22 9-6y un 26 °’oen peso de sólidos
totales, de los cuales entre un 18 % y 21 % corresponden a carbohidratos
(Loesecke,l949; De Martín y col.,l966). Los únicos azúcares presentes en banana
madura son sacarosa, glucosa y fructosa. Los porcentajes relativos aproximados son:
sacarosa, ll 96; glucosa, 5 %; fiuctosa, 5% (Holland y col.,l992).
Otro componente importante es el almidón. En la fruta verde se encuentra en
mucha mayor proporción y durante el proceso de maduración se desdobla en los azúcares
componentes. Así, la pulpa madura de banana comestible solo contiene aproximadamente
un 2 % de almidón mientras que la pulpa verde contiene aproximadamente un 20 % del
mismo (De Martin y col.,l966).
El contenido de fibra cruda oscila entre 0,5 % y 1,0 % (Loesecke,1949; Watt y
Menill, 1963; Simmonds,l966).
Los componentes lipídicos y el nitrógeno se encuentran en baja proporción en la
fruta madura. Los primeros no representan más del 0,3 % y el último, referido como
proteínas (9/051x 6,25), representa de 1 a 1,5 % del peso de la pulpa (De Martin y
col., 1966; Holland y col., 1992).
Los componentes minerales representan entre 0,8 % y 1,2 % del total, siendo los
elementos mayoritarios:potasio («0,4 96), magnesio (x340 ppm) y fósforo («280 ppm).
En menor proporción se encuentra :sodio. manganeso, hierro, cobre, calcio. :inc y
amfre (Holland y col., 1992). En contraste con otros alimentos el hierro presente es ciento
por ciento utilizable para la nutrición humana (Loesecke, 1949)
Las vitaminas más importantes son : vitamina C («110 ppm), niacina (N7 ppm),
acido pantote’nico (3,6 ppm). vitamina Bó (“2.9 ppm), riboflavina (N0,6 ppm), tiamina
(«0,4 ppm). vitamina E (s0,27 %), vitamina A como caroteno y biotina («0,026 ppm)
(Holland y col., 1992). El contenido de vitamina A es muy variable y dependiente del
cultivo considerado. El rango es amplio y varia entre N 0,3 ppm y «10 ppm (Jafice y
col.,l963). Los cultivos: plátano macho (Cuba); Barraganete (Ecuador) y Harton
(Colombia) y plátano simple (Venezuela) son los más ricos en vitamina A.
Los ácidos orgánicos principales, presentes en pulpa madura son: málico.
cítrico y oxa'lico (Wyman y Palmer, l964). El pH y la acidez de esta fruta dependen de
su estado de madurez y de la variedad considerada. En el pasaje de la fruta verde a
madura, el pH desciende y la ácidez orgánica se incrementa, siendo predominante en la
fi'uta verde el ácido oxálico, y en la fiuta madura, el ácido málico. En esta última el rango
de pH aproximado es 4,8 - 5,0 y la acidez expresada en por ciento de ácido málico es
aproximadamente 0,4- 0,5.
La dopamina está presente en la pulpa en elevada concentración. Es el sustrato
primario en el pardeamiento enzimático catalizado por el sistema enzimático
poliienoloxidasa - PPO- (Gtitfiths,l959) y su concentración gobierna su conversión a
pigmento.
Los taninos y otros compuestos fenólicos también están presentes en la fruta
verde y son los responsables de la astn'ngencia de la fruta, la cual disminuye al avanzar el
proceso de maduración (Goldsteín y Swairt._l963). Durante el proceso de maduración,
uno de los cambios más importantes es la pérdida de astn'ngencia , concomitante a la
reducción de compuestos fenólicos extraíbles en metanol , tambien llamados taninos de
tamaño intermedio. Goldstein y Swain (1963) sugirieron que la pérdida de astn'ngencía
durante la maduración es el resultado de la polimerización de oligómeros astringentes
(taninos) convertidos en polímeros insolubles no reactivos.
La banana contiene elevadas e inusuales concentraciones de aminas
fisiológicamente activas como la serotonina (S-hidroxotriptamina), la dopamina (3,4­
dihjdroxifeniletilenamina) y la noerepinefrina , solo comparable a otras frutas como
avocado y tomate (Underfn'end y col., 1959).
En cuanto a los compuestos responsables del "flavor" típico de esta fruta, se han
aislado aproximadamente 350 componentes (Tressl y col.,l970) entre los que se
encuentran: ésteres, alcoholes, compuestos carbom'licos y ésteres fenólicos. Los ésteres de
diferentes ácidos se encuentran en la siguiente proporción:
acetatos > butiratos >3-metilbutiratos > otros
y en los ésteres de diferentes alcoholes la proporción es:
3-metilbutfl >2-metilpropil > l-butil > Z-pentil > etil l-propil
Los componentes responsables del "flavor" son similares en las diferentes
especies y una vez que la fruta ha alcanzado un estado óptimo de madurez, los ésteres
son los componentes mayoritarios. Los amil-ésteres son los responsables del "gusto a
banana" , los butil-ésteres contribuyen al "gusto a fruta" y los fenil-e'steres contribuyen al
aroma etéreo. Los pentil y hexil alcoholes son los responsables del “flavor” de la banana
verde (Mc Carthy y col.,l963).
Lacomposición de los volátiles es dependiente en forma exponencial de la
temperatura de las cámaras de almacenamiento. En el punto óptimo de madurez la
concentración de los éstcres es máxima. Luego aumenta la proporción de etanol y ésteres
etílicos, responsables del "flavor" de la fruta sobremadura (Tressl y Jennings,l972).
Temperaturas de almacenamiento muy bajas (aún a 12 °C) también alteran la producción
de componentes del "flavor".
Las enu'mas tienen un papel decisivo en el proceso de maduración de esta fruta.
En los primeros estadios del climaterio se sintetizan nuevas proteínas y RNA. Este
proceso está mediado por enzimas (Palmer,l97l; Marriotgl981). Las enz'mas de
importancia metabólica que han sido estudiadas son: pectinesrearasa (Brady,l976);
invertasa( Sum y col.,1980);fosfofiuctoquinasa (Salminen y Young, 1975);peraxidasa
(Nagle y Haard, 1975) yfosfatasa ácida ( De Leo y Sacher, 1970).
El sistema enzimático involucrado en el pardeamiento de la pulpa y la cáscara se
ha estudiado extensamente Se ha purificado el sistema polifenoloxidasa (PPO)
proveniente de banana . Su pH óptimo de acción es 7, tiene mayor afinidad por la
dopamina que por otros sustratos y además, no oxida monofenoles. El sistema PPO
posee alrededor de 10 isoena'mas Todas son inhibidas por cisteina y sólo algunas lo son
por metabísulfito de sodio (Montgomery y Sgarbieri, 1975).
1.3. Bioquímica dela maduración
Esta fruta es un fruto típico climate'ríco. Exhibe un período preclimatén'co bien
definido luego de la cosecha. donde existe una respiración basal minima y la producción
de etileno es prácticamente indetectable. La respiración climatéríca comienza en forma
espontánea, aumentando sincrónicamente la producción de etileno. En la piel, se produce
un desdoblamiento de la clorofila , y en la pulpa ocurre la conversión del almidón en los
azúcares correspondientes. El estadio preclimatén'co puede extenderse si se reduce la
atmósfera de Oz. y/o la temperatura desciende en el rango de 40 °C a 15 °C. Por debajo
de 15 “C (algunos cultivos a 14 °C. y la mayon'a a 10 °C) se manifiestan disturbios
metabólicos asociados al daño por frío ("chilling injury"), los cuales se denotan por
alteraciones visibles en la cáscara y otros procesos (se reduce la conversión de almidón a
azúcares, se inhibe la formación del "flavor" característico de la fruta madura y se
produce una decoloración debajo de la cáscara) (Marriott, 1980).
La madurez óptima requerida para producir derivados de buena calidad ha sido
establecida por Kutty y col. (1978). El fruto debe cosecharse entre 85 y 90 dias después
de la aparición de la inflorescencia con una relación pulpa- piel de 1,7. Otros criterios
establecen la medición del contenido de B-carotenos y/o azúcares reductores, los cuales
se incrementan mientras progresa el proceso de maduración. Los valores óptimos para
estos parámetros son: 2000 tng/100 g para el primero, y 1 5 % para el segundo. La
medición del pH también resulta un indice apropiado de madurez. Su valor óptimo es
menor o igual a 5,8 (Mam’ot y Lancaster,l980).
1.4 - Aspectos socioeconómicos en la producción, comercialización y
conservación de banana.
La banana es uno de los frutos de mayor importancia económica en el mercado
mundial. Presenta caracteristicas tropicales, bien diferenciadas de los frutos provenientes
de zonas templadas. Es una fuente importante de u'tamina C, profitamina A (caroteno),
sales minerales y carbohidratos. Además posee un "flavor" exótico e intenso así como
también un color atractivo y una textura suave. Es un componente importante en la dieta
nutricional, especialmente en los paises tropicales. Por ejemplo, en Venezuela, esta fruta
representa un aporte a la población de un 7% de las calorías totales, un 26 % de vitamina
C y un 48 % de vitamina A (como caroteno) (Jafie y col., 1979).
En la mayoría de los países exportadores de banana una considerable cantidad
de la producción, adicional a los requerimientos del mercado local e internacional, queda
disponible para su procesamiento. Sin embargo el volumen de la fi'uta destinado a este fin
es, aún hoy, insignificante. El volumen total procesado en el mundo no excede las
100.000 toneladas de fruta fresca por año y de este total, no más de 50.000 toneladas son
destinadas a un mercado internacional (Cromher,l979).
En paises como Costa Rica, Honduras, Ecuador y Brasil, esta fruta es un
producto de consumo masivo y representa más del 25 % del total de las exportaciones
(Garcia y col.,l985). Aproximadamente un 15 % del total producido para exportación es
rechazado debido a los problemas de manejo posteosecha, plagas y enfermedades en
algunos cultivos, cambios de clima inesperados, los cuales provocan defectos de tamaño y
forma, manchas y otras caracteristicas de apariencia no deseadas. De este porcentaje una
pequeña parte se destina a un mercado local, a muy bajo precio, y el resto se desecha
(Cromhenl979: CITA,1982). En América Central el volumen de fruta rechazada supera
al millón de toneladas, siendo la producción total destinada a exportación de 5.9 millones
de toneladas (UPEB,1983).
La problemática postcosecha puede definirse como la reducción del volumen
fisico o el deterioro de la calidad de los productos agropecuarios durante su manejo desde
la cosecha, hasta su procesamiento para su transformación en un producto industrial
intermedio o de consumo final, o bien desde la cosecha, hasta su consumo directo (Jañé
y COL,1979). La cuantificación de las pérdidas postcosecha constituye un aspecto de suma
importancia, sobre todo desde el punto de vista económico. Sin embargo, en la práctica,
resulta sumanente dificil realimr esta cuantificación dada la falta de control que existe en
el flujo del producto desde su producción hasta los centros de consumo. Entre las cifras
que se manejan, pueden citarse las siguientes: del 20 al 40 % de pérdidas para las distintas
fi'utas estacionales producidas en la Argentina (Ceribelli Madi, 1983); del 10 al 30 % de la
producción nacional de fi'utas en Venezuela, señalándose valores superiores al 35 % para
el mango (FONDEF RU, l986);del 10 al 25 % de la cosecha nacional de papaya en Costa
Rica (Kopper,l990); del 35 al 50 % del melón producido en México (Rojas, 1990).
Paralelo a estas pérdidas, en el producto restante se genera un encarecimiento al
revendersc a otros transportistas, que adicionalmente manejan el producto en malas
condiciones, aumentando así la magnitud de las mismas .
Ademas de las enormes pérdidas postcosecha. se presenta también la carencia de
sistemas de refrigeración adecuados y de industrias procesadoras bien establecidas. Sin
embargo, aún cuando la refrigeración constituye uno de los métodos fisicos clásicos para
extender la vida útil de los productos agricolas, las fi'utas tropicales y subtropicales
presentan el grave problema de daño por frio ("chilling injury") .
Otro grave problema que condiciona la comercialización de frutas y hortalizas en
estado fresco. lo constituyen las restricciones de carácter cuarentenario, mediante las
cuales los países importadores establecen restricciones o prohibiciones en cuanto a la
entrada de los productos. Este hecho cobró importancia a partir de 1986, cuando Estados
Unidos de Norteamérica prohibió la entrada de productos fumigados con díbromuro de
etileno.
Por otra parte, los países industrializados reconocen lo inadecuado de establecer
cultivos tropicales y subtropicales fuera de de sus regiones de origen. Las razones de
mayor peso radican en la extensa mano de obra requerida para el beneficio y
procesamiento de los productos agrícolas y el concepto del valor agregado del producto.
Este valor agregado que se obtiene al transformar la materia prima no refinada en un
producto elaborado de alto valor comercial, mediante la aplicación de cualquier método
de conservación de alimentos, resultaría mucho más beneficioso desde un punto de yista
económico, si la producción y el procesamientode la materia pn'ma se efectuaran en el
mismo lugar (Bates y Brocaw, 1987). Además, la estacionalidad de la producción y el
carácter perecedero de la misma obliga a un procesamiento más o menos acelerado en
los períodos "pico de cosecha". a un reposo involuntario el resto de año y a una
acumulación de inventarios de precio elevado (producto terminado + envase)
(Alzamora,l984). Frente a este hecho, recientemente, ha adquirido importancia el
desarrollo de pequeñas agroindustrias ubicadas en la misma zona de producción, las
cuales utilimn como materia prima 1a fruta rechazada, produciendo un impacto
económico y social en las regiones productoras de banana de paises desarrollados,
especialmente aquellas que poseen cooperativas organizadas (Garcia y col., 1985).
En base a esta situación son obvias las bondades del uso de técnicas de
preservación que actúen como un agente regulador de la producción, extendiendo el
periodo postcosecha, logrando la disponibilidad de estos productos durante todo el año y
generando una fuente importante de din'sas, al fomentar politicas agresivas de
introducción en los mercados internacionales.
Ha sido el interés de muchos investigadores, proponer diferentes vías de
utilización y procesamiento de la producción excedente de esta fruta , pero ninguno de los
procesos hasta ahora desarrollado ha logrado ganar el mercado internacional por
diferentes motivos: altos costos de procesamiento, elevada inversión en equipamiento,
faltada de mercado receptor, etc. Además, existen problemas inherentes a esta fruta,
debido a su alta suceptibilidad al deterioro organoléptico y a la decoloración durante los
procesamientos más comunes, lo que confiere una calidad empobrecida al producto
terminado.
1.5- Métodos de conservación de banana hasta ahora aplicados
Los procesos de conservación de pulpa de banana hasta ahora aplicados pueden
encasillarse en las siguientes lineas:
o Puré en conserva (envasado en condiciones asépticas)
o Puré en conserva acidificado previamente
o Pure congelado rápidamente
o Pure de humedad intermedia
o Pure conservado por factores combinados
l7
También se ha desarrollado toda una linea de productos de mercado reducido
como: polvos, harina, copos frituras en trocitos o rodajas, rodajas enlatadas, bebidas y
mermelada (Crowther, 1979)
De todos ellos, el producto de mayor aceptabilidad en cuanto a la conservación
del "flavor" típico de esta fruta, es aquel producido por un congelado rápido . Este
proceso se realiza hoy en México y Honduras, aunque el mercado internacional tiene
como único destino Estados Unidos de Norteamérica debido al elevado costo del
transporte. Este método de conservación consiste básicamente en elaborar un puré de
banana , el cual se bombea por un intercambiador de calor con el propósito de inactivar
las enzimas y luego es congelado rápidamente a -35 °C , - 37 °C. Brekke y col. (1969) y
Tonaki y col. (1973) han descripto procesos alternativos para este puré congelado
rápidamente, los cuales dan la posibilidad de conservar el puré a temperaturas de
refrigeración (-7 °C) además de la conservación a -18 °C.
La línea de purés en conserva, resulta ser la más extendida, aunque el producto
logrado no posee excelente calidad. Este proceso se aplica en la actualidad según la
técnica rMartin Ascptic Canning' en una moderna industria en Honduras perteneciente a
la 'United Brands Company' . El método ha sido descripto detalladamente por Lawler
(1967), pero básicamente consiste en obtener un puré altamente homogeneizado y
filtrado para luego ser bombeado a un intercambiador de calor para una esterilización ”
flash". Luego de un enfriamiento rápido se envasa en forma aséptica en latas esteriliudas.
Este proceso comercial requiere de un equipamiento especial de mayor tecnología.
Produce un puré de banana estable por más de un año a temperatura ambiente, el cual se
dice que conserva las caracteristicas de la fruta fresca. Sin embargo, se ha reportado una
18
decoloración rosa en puré de banana en conserva, causada por la conversión de
leucoantocianidinas a antocianidinas durante la pasteurizaeión o esterilización del puré
(Ranganna y Parpia, 1974).
En Australia, la República de Sudáfiica, Brasil y Jamaica se ha producido en
pequeña escala puré de banana acidificado en conserva. Guyer y Erickson (1954)
desarrollaron con éxito el primer método para obtener este tipo de puré. El proceso
consiste en realizar un escaldado de la fruta, homogeneimción, adición de ácido cítrico
hasta alcanzar un pH de 4,1- 4,3, adición de azúcar a una concentración final de 35 9/ ,
esterilización del puré y posterior llenado en caliente e inversión del envase para la
esterilizaciónde las tapas (De Martin y col.,l966; Crowther,l979; Garcia y col.,1985).
Más recientemente se han desarrollado productos de humedad intermedia
(AHI) a base de pulpa de banana, cuya conservación se basa en la reducción de la
actividad acuosa mediante el agregado de solutos y/o deshidratación parcial del producto
(Levi y col., 1980; Ramanuja y Jayaraman, 1980; Jayaraman, 1988).
Estos últimos procesos necesitan moderados o altos costos de equipamiento por
requerir una deshidratación parcial y/o un envasado aséptíco y además generan productos
de baja aceptabilidad (por ejemplo: caracteristicas de sobrecocción, "flavor" a conserva,
astringencia). Además la elevada concentración de humectantes adicionados (azúcares y
glicerol) para reducir la actividad de agua (aw) alteran el "flavor" natural de la fruta en e]
caso del producto A.H.I..
A partir de los años 80 se ha considerado la aplicación de la técnica de factores
combinados para preservas frutas, hortalizas y sus derivados (Leistner y Ródel,1976). El
método de conservación por factores combinados será descripto con mayor detalle en e]
capitulo 3, pero su fimdamento consiste en utilimr factores de "stress" microbiológicos y
quimicos (para prevenir el pardeamiento enzimática y no enzimática y otras reacciones de
deterioro)en formacombinada,en bajosniveles,de manerade el tratamiento
aplicado. Los factores utilizados en forma combinada se seleccionan teniendo en cuenta el
tipo de alimento, la posible flora contaminante y, las condiciones de envase y
almacenamiento. Estos requerimientos se balancean con la necesidad de diseñar 'un
proceso sencillo , de reducido equipamiento y bajos costos de inversión y desarrollo.
Dentro de esta tecnología, y con especial referencia a banana, se ha
desarrollado un tipo de puré elaborado por métodos combinados. El proceso ideado está
dirigido a pequeñas agroindusuias rurales que utilizan excedentes de producción
rechazados para exportación, con minimo procesamiento y equipamiento. El proceso
desarrollado consiste en una parcial inactivación enzimática por calor, inmersión de las
rodajas en solución de bisulfito de sodio (l %) para prevenir el pardeamiento; adición de
1000 ppm de sorbato de potasio, como antifúngico y de ácido cítrico para descender el
pI-I a 3,5. En estas condiciones este puré resulta estable a 28 °C - 30 °C, reteniendo su
color y textura y con un "flavor" aceptable, solo por espacio de 30 días (García y
001.,1985).
2 - OBJETIVOS
El objetivo de este trabajo fue desarrollar un proceso innovativo de conservación
de puré de banana utilizando la tecnología de factores combinados para preservarlo
durante al menos 3 meses a temperatura ambiente.
Los factores a utilizar fueron seleccionados teniendo en cuenta la necesidad de
diseñar un proceso sencillo, de bajo costo y con un minimo procesamiento, para obtener
un producto lo más parecido posible, en cuanto a sus características organolépticas, a la
fruta fresca, sin perder la estabilidad del mismo. Se consideró con especial interés la
susceptibilidad de esta fruta al deterioro por pardeamiento enn'mático y no enn'mático. Se
intentó prolongar la xida útil del producto sin considerar refrigeración del mismo y
además exitar el sabor a sobrecocción y decoloración delpuré . caracteristicas éstas de
muchos de los productos hasta ahora desarrollados.
Los factores seleccionados para la aplicación de este método fueron:
Inactivacíón enzimática y reducción de la carga microbiana inicial por
medio de un escaldado.
Adición de antioxidantes en baja proporción.(ácido ascórbico,AA;
bisultito de sodio, BS)
Adición de antimicrobianos (bísulfito de sodio, BS; sorbato de
potasíoJx'S)
21
Reducción del pH.
Reducción de la actividad de agua (aw) .
Envasado al vacío
Tratamiento térmico suave postenvasado
Una vez seleccionados los factores involucrados para formular el método de
conservación, se analizó la estabilidad y las caracteristicas del puré de banana
desarrollado. El estudio realizado comprendió las siguientes actividades:
Caracterización del producto en cuanto a sus cualidades _v los parámetros
que lo definen (aw, pH, aditivos).
Estudio de la estabilidad microbiológica del mismo mediante el análisis de
la evolución de la flora nativa y de flora inoculada utilime microrganismos tipicos de
alteración en frutas en general y de banana en particular. Análisis del efecto de los
factores involucrados en el proceso sobre cl desarrollo de los microorganismos.
Optimización de los niveles de los factores de control seleccionados para
obtener un mínimo de cambio de color durante el almacenamiento del producto mediante
la Metodologia de Superficies de Respuesta.
Estudio de las cualidades del puré mediante la apreciación del consumidor;
análisis del grado de aceptabilidad del mismo y de su aplicación en productos terminados.
e Estudio del comportamiento de flujo del puré de banana, definiendo los
parámetros reológicos característicos a diferentes temperaturas.
Dado que los temas tratados pertenecen a áreas bien diferenciadas, a fin de
facilitar la lectura de este trabajo de tesis y lograr una mejor claridad en la exposición de
los temas tratados, se enfoca cada uno de ellos como una unidad independiente
23
3- CARACTERIZACION DE PURE DE BANANACONSERVADO POR
METODOS COMBINADOS
3.1- INTRODUCCION
3.1.1- Tecnologia de factores combinados, 24
3.1.2 -Ventajas de la aplicación de la tecnologia de factores combinados, 49
3.2- MATERlALES Y METODOS
3.2.1- Materiales, 50
3.2.2- Determinación de humedad y pH, 50
3.2.3- Determinación de la actividad de agua. 51
3.2.4- Determinación de bisulfito de sodio, 51
3.2.5- Método de preservación de puré de banana propuesto, 52
3.3. CARACTERIZACIÓN DEL PURÉ DE BANANA RECIÉN ELABORADO
3.4- CARACTERIZACIÓN DEL PURÉ DE BANANAPRESERVADO
3.5- FORMAS DE CONSUMO
24
3 - CARACTERIZACION DE PURE DE BANANACONSERVADO POR
NIETODOS COMBINADOS
3.1- INTRODUCCION
3.1.1 Tecnología de factores combinados
Los procesos de preservación de los alimentos tienen como objetivo primario
prolongar la vida útil de los mismos a fin de permitir su almacenamiento y distribución.
También deben asegurar sus características organolépticas y su valor nutritivo, que
dependen entre otros factores, de las operaciones a las que se someten las materias primas
durante su procesamiento y de las condiciones de almacenamiento, tanto de las materias
primas como del producto final. Para definir la calidad de un alimento se deben tener en
cuenta los siguientes aspectos (Tannenbaum,l982):
J Condición ¡”génica-sanitaria: el producto debe ser inocuo para la salud
J Valor nutrith'o: presencia dc nutrientes y antinutrientes en el producto
J Aceptabi/idad: aspecto ligado a la percepción psicosensorial del producto.
El objetivo primario de un proceso de preservación es lograr la estabilidad
rnicrobiológica del alimento, ya que está directamente involucrada la salud humana. Una
vez logrado el control de esta forma de deterioro se debe considerar el desarrollo de otras
reacciones adversas que pueden ocurrir, tanto durante las operaciones previas al
procesamiento como en el procesamiento mismo y almacenamiento. Es decir, también
deben tenerse en cuenta la estabilidad enn'mática y fisico-química del alimento durante las
etapas mencionadas.
En los últimos 20 o 30 años se han realizado gran cantidad de trabajos en el área
de los alimentos de humedad intermedia (Al-LI) y en la tecnologia involucrada en su
formulación y fabricación. Esta tecnología de conservación de alimentos se basa
principalmente en la reducción parcial de la actividad de agua por agregado de solutos, a
valores de O,75-0,90, a fin de obtener productos de mejor calidad que los productos
totalmente deshidratados. Dentro de los A.H.I se encuentran alimentos presen'ados por el
agregado de azúcar Galeas, frutas confitadas, jarabes, etc); alimentos preservados por
agregado de sal (jamón curado. embutidos crudos, etc.); productos de resposten’a (tortas
de fiuta, pasteles rellenos de fruta, etc.) (Brimclow,l985). Por lo general, para lograr la
estabilidad microbiológica la reducción de a“, va acompañada de la aplicación de otros
factores de conservación, por ejemplo, control del pH. agregado de antimicrobianos,
llenado en caliente, etc.
Sin embargo, dada la elevada cantidad de humectante que se debe adicionar a
los A.H.I a fin de lograr su estabilidad (Benmergui y col.,1979; Chirife y col.,1980;
Crirife y Ferro Fontán,l980), la aceptabilidad de los mismos es baja, ya que el cambio en
las caracteristicas organolépticas es bastante pronunciado respecto del alimento original
Otra desventaja que poseen es que, pese a su estabilidad microbiológica, están expuestos
26
a oxidación de lípidos, reacciones de pardeamiento no enzimática y otras reacciones que
involucran radicales libres (labuza, 1975; Troller y Christian,l978).
Por las razones y limitaciones mencionadas es conveniente trabajar a valores de
actividad de agua mayores que los valores usuales de los A.H.I., por lo cual es necesario
agregar factores de "stress" microbianos adicionales a fin de potenciar los efectos de la aW
para lograr la estabilidad microbiológica. Así han surgido los alimentos de alta humedad
(A.A.H.)(Sperber,l983). La estabilidad de dichos alimentos se logra por una
combinación de factores ("hurdles") que obstaculizan el crecimiento microbiano y el
desarrollo de reacciones de deterioro del alimento (Leistner y R6deL1976). Dichas
combinaciones pueden incluir, entre otros factores, una reducción moderada de la aW(en
el rango de 0,90-0,98). una reducción ligera de pH, tratamiento térmico suave, agregado
de conservantes, uso de atmósfera controlada en el envase, control de potencial redox,
aplicación de técnicas de irradiación, reducción de la temperatura de almacenamiento,
escaldado a fin de inactivar enL'mas y disminuir la población microbiana inicial, etc.. Así,
se define un A.A.H como un alimento cuya estabilidad se logra mediante el uso de varios
factores, ninguno de los cuales sen'a letal para los microorganismos si fuera usado
indixidualmente. Estos nuevos alimentos, aparte de ser estables microbiológicamente,
tienen buena palatabilidad (Leistner y col..1981). El efecto de la combinación de factores
de "stress" es de fundamental importancia para la preservación de los alimentos, ya que
éstos controlan el deterioro no sólo microbiano sino también químico y organoléptico.
Este concepto de "obstáculo" puede ser utilizado para el diseño y contro] de alimentos.
27
Recientemente se ha informado en literatura (Sajur,1985; Kanterewicz y
col.,l985; Alzamora y col.,l989) el desarrollo de nuevos procesos de conservación de
alimentos a partir de los siguientes factores:
o Reducción de la aWpor agregado de alcoholes polihidricos, azúcares y/o sal.
o Retardo del crecimiento microbiano por adición de agentes antimicrobianos y
fundamentalmente antimicóticos, como ácido sórbico, ácido propiónico, ácido
benzoico, etc..
o Reducción del pH del alimento de forma tal que sea compatible con sus
características organolépticas.
Estos factores combinados, con inclusión o no de un tratamiento térmico suave,
pemtiten la estabilidad del alimento en un rango de aWde 0,90-0.97.
La calidadde un alimento en dicho rango de aW se puede modificar también por
reacciones químicas de deterioro. rexistiendo mayor importancia el pardeamiento no
enn'mátíco y enzimático y la degradación de nutrientes. El estudio de estas reacciones
estuvo limitado, hasta ahora, a los A.H.I. Recientemente se ha empezado a realizar
estudios sobre la evaluación de la calidad nutritiva y organoléptica de los alimentos a
valores de aW mayores de 0,90 (Fox y col.,l982; Pctriella y col.,l985; Cerruti y
coLl985; Buerzgl986; Ix'Iauri,1988).
La idea del método de conservación por factores combinados, desde el punto de
n'sta microbiológico, consiste en no utilizar un solo factor de preservación, sino sumar
factores antimicrobianos, de tal modo que, si bien considerados en forma aislada no
alcanzarían a detener el crecimiento microbiano, combinados incrementen la demanda
de energia y/o reduzcan la disponibilidad de la energía, siendo nula la energía que queda
disponible para el crecimiento celular (Leistner,l987). El cuadro siguiente esquematiza
este concepto (Gould y col.,l983):
Formas de interferencia de los mecanismos de adecuación de células
vegetativas a factores adversos
REDUCCION EN LA INCREMENTO EN LA
DISPONIBlLIDAD DE LA DEMANDA DE LA
ENERGIA ENERGIA
I]
J Exclusiónd9102 Í Reducción de la aw
i/ Limitaciónde nutrientes, Í Reducción del pH,
J Reducción de latemperatura. ¡Adición de ácidos Iipofílicos
débiles y de otros compuestos
activos en membrana.
Algunos de los factores de conservación que se describen a continuación son
utilizados frecuentemente en estas tecnologias y han sido utilizados en este trabajo.
°I° Actividad de agua
Los microorganismos requieren para su crecimiento una determinada cantidad
de agua en el alimento. También la mayoría de las reacciones de deterioro necesitan de la
presencia de agua que actúe como solvente de reaetantes y catalizadores.
El parametro que mejor indica la cantidad de agua disponible es la actii-idad de
agua (aw). Se la puede definir como la relación entre la presión de vapor de agua en el
alimento y la presión de vapor del agua pura , ambas a una misma temperatura:
aw=Pl’Plaguapum (1)
donde p¡ es la presión de vapor de agua en la solución o alimento y pl agua Pura es la
presion de vapor del agua pura a la misma temperatura y presión. Esta expresión también
puede relacionarse con la humedad relativa del aire en equilibrio con el alimento (HRE
°'o) por la ecuación :
a“. HRE oo z 100 (2)
La aw de un alimento puede reducirse aumentando la concentración de
solutos en la fase acuosa de los alimentos, mediante la extracción del agua
30
(deshidratación, liofilización, etc.) o mediante la disminución del agua disponible
(congelación) .
La actividad de agua influencia el crecimiento, esporulación y germinación de los
microorganismos, así como también la producción de metabolitos. Los valores de aW
minimos que permiten la ocurrencia de estos procesos son diferentes para cada uno de
ellos. La esporulación puede ocurrir al valor de aW minima de crecimiento o a un valor
algo menor. La gcmtinación de esporas puede manifestarse a valores dc aw más bajos
que aquel necesario para el desarrollo del microorganismo. Sin excepción, el valor de
minima aw para el crecimiento es menor o igual al valor minimo necesario para la
producción de toxinas _ven muchas circunstancias, la producción de toxinas sólo ocurre
en un rango de valores considerablemente mayor que el requerido para el crecimiento. A
una aW reducida, las condiciones de pH, potencial redox y temperatura deben ser las
óptimas. para que se produzca la esporulación. genninación y producción de toxinas
(Beuchat,]987).
En la tabla l se presentan los valores de aw minima de crecimiento de algunos
microorganismos de interes en alimentos recopilados por Beuchat (1987), para el caso en
que los demás factores del medio que inlluencían el crecimiento esten en los valores
óptimos para cada microorganismo en particular. Cuando estos _votros factores se desu'an
respecto del punto óptimo para su desarrollo. disminuye la resistencia del microorganismo
frente a la aw reducida. aumentando la a“, mínima que permite el crecimiento
(Troller, 1980).
Tabla 1
31
Valores de aw mínima para el crecimiento y producción de toxinas de
microorganismos típicos de alteraciones en alimentos (Beuchat,1987)
Microorganismo Mínimaaw gara
crecimiento producción de toxina
Referencia
Bacterias
Clostridium
botulinum
Clostn'd/um
perfringens
Bacil/us cereus
Staphilococcus
aureus
Hongos
Aspergillus
flavus
Aspergillus
ochraceus
Penici/lium
expansum
Tn'chothecium
roseum
0,93
0.95
0,94
0.97
0.965
0.95
U’l0,9
0,86
0.80
0.83
0.83 -O.85
0.90
0.95
0.94
0.97
0,965
0.87
0,97
(tipo A)
(tipo A)
(tipo B)
(tipo E)
(tipo G)
(enterotoxina A)
(enterotoxina B)
0.83 -0.87 (aflatoxina)
0.83 -0,87 (ochratoxina)
0,99
(trichotecina)
Baird Parker (1967)
Ohye y Christian (1967)
Ohye y Christian (1967)
Ohye y Christian (1967)
Briozzo y co|.(1986)
Kang y col. (1969)
Scott (1957)
Jakobsen y col. (1972)
Scott (1957)
Troller (1972)
TroIIer (1971)
Northolt y col. (1977)
Northolt y col. (1977)
Northolt y col. (1977)
Pelhate (1968)
32
Cuando el microorganismo se encuentra en un medio de aWreducida, la celula se
deshidrata, sufre plasmólisis, deteniéndose el crecimiento. Pero su proceso metabólico
continúa, produciéndose, entre otros fenómenos, una serie de reacciones de
"osmoregulación" que dan lugar al incremento de la concentración intracelular de solutos
compatibles con la actividad enzimática de la célula para balancear la osmolalidad
externa. En las bacterias, los solutos compatibles de mayor importancia son los
aminoácidos (acido glutámico, glicilbetaína, protina, ácido y-aminobutírico, etc.) y en las
levaduras y los hongos, los polioles (manitol, arabitol, sorbitoL glicerol,
etc.)(Brown,]978). La lista de solutos compatibles se agranda continuamente a medida
que avanza la investigación y y es tan diversa que se toma dificil encontrar una relación
estructural enn'e todos ellos.
De esta forma la celula se rehidrata y el crecimiento continúa (Gould y
col.,l983; Roller _vAnagnostopoulos.l982). Los mecanismos de resistencia a la baja a“.
son complejos y dependen del microorganismo considerado. El mecanismo de
osmoregulación celular de células vegetativas, en el caso de la aw reducida, funciona
para mantener la homeostasis con respecto al contenido de agua. Este proceso de
sintesis implica un consumo de energia considerable, disminuyendo en consecuencia la
velocidad del crecimiento. ya que la energia disponible para la síntesis celular es
menor. Además, si en el medio se limita el apone de energía el microorganismo no podrá
afrontar el requerimiento adicional de energia y por lo tanto permanecerá latente (en una
fase "lag" infinita) o morirá (Gould y col, 1983; Sperber,l983).
La a“, minima de crecimiento de un microorganismo también depende del soluto
utilizado para disminuir la actividad de agua del medio. Por ejemplo, Scott (1959)
33
encontró que la velocidad de crecimiento de Paecylomyces variotti era mayor en un
medio con glucosa o sacarosa que en otro con cloruro de magnesio, cloruro de sodio o
glicerol a la misma aw. La tabla 2 muestra la influencia de varios solutos sobre la aw
minima para el crecimiento de bacterias.
0:0 p H
Otro factor de preservación es el control del pI-I. Cuando la celula se encuentra
en un medio con pll menor que el óptimo para el crecimiento, reacciona para mantener
su valor intemo de pH constante y por lo tanto debe expulsar una cantidad de protones
(H’ï’)que pasan a su interior. Este proceso también requiere de energía y por lo tanto la
energía disponible para el crecimiento celular disminuye. El valor del pH minimo para el
crecimiento se alcanza cuando la velocidad de generación de energía no es lo
suficientemente elevada para mantener el pH intemo constante y la sintesis celular (Gould
y col.,l983)
Las células de diferentes especiesmicrobianas muestran muy distinta tolerancia a
la acidificación interna o a la acumulación de aniones y sus membranas presentan
diferentes características en cuanto a permeabilidad de ácidos lipofilicos. A partir de una
flora mixta, la acidez puede actuar como agente selector de un componente de la
34
Tabla 2
Influencia del soluto sobre la aw mínimade crecimiento de bacterias
(Sperber,1983)
Mínimaaw de crecimiento en
Microorganismo NaCl glucosa glicerol
Clostn'díumperfn'ngens 0,970 0,960 0,950
Clostridium botu/¡num tipo E 0,970 — 0.940
Clostridiumsporogenes 0,945 0,965 0,935
Lactobaci/lus he/veticus 0,963 0,966 0,928
Streptococcus thermophí/us 0,985 0,986 0,947
Streptococcus lactis 0,965 0,949 0,924
Pseudomonas fluorescens 0,957 — 0,940
35
población inicial que sea particularmente tolerante. Las levaduras y los lactobacilos
resultan a menudo seleccionados por efecto de los pH bajos (Jay,l970;
Juven,l976).
Los límites de pH para el crecimiento difieren ampliamente entre los
microorganismos, y están en el rango comprendido entre 1 y ll. La mayoria de los
microorganismos crece bien entre pH S y 8, aunque la velocidad óptima está alrededor
de pH 7. Hay, sin embargo, excepciones: 1:5bacterias acéticas que tienen su óptimo entre
pH 5,4 y 6,3 , y las bacterias lácticas, cuyo óptimo se encuentra entre pH 5,5 y 6 (Corlert
y Brown, 1980).
La tabla 3 muestra valores de pH minimos y máximos para el crecimiento de
algunas bacterias , varios hongos y levaduras.
Como puede apreciarse, los hongos y las levaduras se pueden desarrollar a
valores de pH mucho más bajos que las bacterias; sin embargo los valores máximos de
pH de desarrollo son semejantes para bacterias, hongos y levaduras (Corlett y
Brown, 1980).
La tabla 4 muestra valores de pH minimo para bacterias esporuladas de interés
en frutas, así como también la influencia del acidificante utilizado para disminuir e] pH.
Así, por ejemplo, en el caso de Bacülus coagulans el pH mínimo de crecimiento varia
cuando se usa ácido cítrico o ácido clorhídrico como acidificante (Blocher y
Busta,l983).
Existen tres tipos de conservadores ácidos (CorlettyBromr,1980):
36
Tabla 3
Límitesde pH que permiten el crecimiento de diversos microorganismos
en medios de cultivo de laboratorio, con pH ajustado con álcalis o ácidos fuertes
(Corlett y Brown.1980)
pH mínimo pH máximo
Baclen'a: pam-negativa: _
Arelobacler aeídophilum’ 2.8 4.3
Alta/¡genesjaerolis 6.4 9.7
Escherichia roli 4.4 9.0
Klebsiello pneumoniae (aerogenes) 4.4 9.0
ProI'eu: vulgari: 4.4 9.2
Pseudomonas aeruginoxa 5.6 8.0
‘ Salmonella pororyphi 4.5 7.8
Salmonella schoumuellerí 4.5 8.0
Salmonella ryplzi 4.0--'.5 80-9 6
Thiobarillus lhímxidanx ¡.0 9 S
lr’ibrioporohaemnlylíru: 4.8 l l 0
Barlcrias gram-podrích
Barri/us rrlruJ 4.9 9.3
B. Jubii/¡J 4.5 S}
B. necrmhermophllus 5.2 9.:
CÍOJIridILm holuhnum 4,7 8.5
Cloxlndium :pomgeneJ 5.0 9 0
Enreroeoeru: spp 4.8 IO 6
Btfldaboeleríumblfidumllamaban/lu: blfldun 3.8 7.2
Laelobonllus spp 3 8-474 7.2
chaduras
Candida pseudonopleclu 3.‘ 8 F.
Hansenula canademíj 2.15 F 6
Sauna/amy” cera-¡nar 1‘} E6
Sacrharomyce: jragili; 2.4 9 05
Surchoromyrel mirmelllpsoides 2.2 6 S
Sareharomyce: panon 2.1 8.8
Socrharomyrex exigou l.5 —
5rhi:o.<oreharom_vres octonnruJ 5.45 7 05
Candida krusei ¡.5 —
chJenicspora mel/Iplrl l .5 —
Rhodotorulo muellagmom ¡.5 —
Mohos
AspergilluJ Office l 6 9.3
Penirillium ¡Ich'cum 1.9 9.3
Penirillíum varicbile ¡.6 l I .l
-Fu.mliu.monyporwn 1.8 ll.l
Harasmius joe/ida: 2 6.8
3.0 7 5Phytomytu blaLesleeanuJ
37
Tabla 4
Valores de pH nínimos para el crecimiento de bacterias esporuladas
relacionadas con alteraciones comerciales de frutas
(Blocher y Busln,1 983)
Miaoormnismo pH nin. medio aciduhnte
Clostridiumbutyricum 4,8 Jugo de pera a.cítrioo
Closüidium pasteun'anum 4,2 Ananá en lata s/ajustar
Clostridium pasteurianum 3,5 Jugo de darmsco 10°B ——
Clostn'díum pasteurianum 3,7 Jugo de damasco 20°B —-—
Clostridiumpasteurianum 3,8 Jugo de pera a.cítr¡oo
Clostridium pasteurianum 3,5 Jugo de pera 10°B ——
Clostridiumpasteunianum 4,0 Puré de tomate s/ajustar
Bacil/us coagulans 3,85 Jugo de tomate a.clorhídr¡co
Bac/l/us ooagulans 4,30 Caldo de cultivo a.clorhídrico
Bacil/us ooagulans 4,12 Jugo de tomate a.cítrico
38
o Los ácidos fuertes (como el clorhídrico o el fosfón'co), cuyo efecto consiste
en bajar considerablemente el pH, proporcionando una concentración externa de
protones muy elevada, que determina la acidificación del medio interno celular. Tales
condiciones son normalmente ínaceptables en los alimentos y sólo permisibles en
bebidas carbónicas en las que se emplea el ácido fosfórieo como acidulante.
o Los ácidos débiles lipol'llicos. cuyajncorporación constituye otro factor de
"stress". La forma no disociada de estos ácidos débiles (por ejemplo, el ácido sórbico, el
propiónico, el cítrico, el benzoico, etc.) difunde a través de la membrana celular,
ionizandose dentro de la célula, dando lugar a protones que acídifican el medio interno
del microorganismo (Hunter y SegeLl973). Algunos de estos ácidos generan aniones que
la célula es capaz de transportar y su presencia, por tanto, no inhibe el metabolismo
energético. Otros ácidos, como el acético y e] fórmico, son eficaces conservadores debido
a que no sólo descienden el pH, sino que los aniones, "pe-r se", resultan tóxicos para el
metabolismo celular (Corlett y Brovm, l 980)
. Los iones potenciados por ácidos, tales como el sulfito y nitrilo, los cuales
resultan altamente inhibitorios a pH bajo; es decir que el efecto del pH es indirecto.
'1' Escald ado
El escaldado es un proceso de tratamiento térmico con vapor de agua o agua a
alta temperatura, de corta duración. Contribuye a reducir la carga microbiana inicial de un
39
alimento. También se realiza para inactivar total o parcialmente el sistema ena'mático del
mismo. De esta forma se detienen reacciones de pardeamiento, pemn'tiendo el normal
procesamiento del alimento. Una exposición corta de los tejidos a temperaturas entre
70 °C y 90 °C es generalmente suficiente para la destrucción de la función catalítica de la
mayoría de las enzimas.
Las frutas se someten, en general, a un proceso de escaldado , con el propósito
de inactivar el sistema PPO, responsable del pardeamiento enzimático. La termotolerancia
de este sistema depende de van'os factores tales como: el cultivo considerado (Schaller y
Vámos-\-’ig‘ázó,l978); el pH del alimento (Soler-Martinez y col.,1965); el grado de
madurez (Dang y Yankov,1970); la especificidad del substrato (\’ámos-\’ig\'ázó,l981): la
parte de la fruta considerada (pulpa, cáscara. jugo) (Dang y Yankov.l970); etc.
La complejidad de dicho sistema hace imposible una extrapolación de resultados
obtenidos in vitro al comportamiento del mismo en los tejidos vegetales (Vamos­
\’ig-'ázó, 1981). Diferentes formas moleculares de PPO de un mismo cultivo pueden tener
diferentes tennoestabilidades (Wong y col.. 1971).
En el cuadro siguiente se citan porcentajes de inactivación del sistema
enn'matico PPO en diversas frutas y en diferentes condiciones:
40
Fruta “o de Tratamiento Referencia
Inacn'vaa'ón
Banana 100 15 min-80 °C Galcazzí y Sgarbieri, 1978
Jugo de uva 74,5 5 min-65 C-pH:3,3 Guinot y Menoret, 1965
Jugo de uva 81 5 mín-65 C-pH:3,0 ”
Jugo de uva 59 5 min-65 C-pI-Iz4 ”
Jugo de uva 74,3 5 min-70 “C
Durazno 100 5 min-100 °C Soler-Martinez y col., 1965
Damasco 100 10 min-90 °C Ponling y col., 1954
Á-Íana’an'na 50 30 min-80 °C FLm'lay col.,l976
(var. Satsuma)
'3-Adición de Acido Ascórbico (vitamina C)
Dos compuestos tienen actin'dad de u'lamina C: el ácido ascórbico y una forma parcialmente
oxidada del mismo, el ácido dehidroascórbíco. Una tercera forma, más oxidada aún, cl ácido
dicctogulónico, cs utilizada como agente de prevención de] cscorbuto. El ácido ascórbico es
un compuesto de seis carbonos que sc sintetiza natural y artificialmente a partir dc glucosa:
41
H
_ _ I 1
o-c — c- c— o- c—cH2oH
OH OH H OH
La oxidación del mismo a ácidodehidroascórbico es reversible y puede ser
catalizada por diversos metales como hierro y cobre. La temperatura acelera dicha
oxidación y el medio ácido de _.por ejemplo, ciertas frutas,disminuye su labilidad al calor.
La adición de ácido ascórbico obedece a varias razones. Es bien conocido que el
mismo protege a las antocianinas de la degradación oxidativa, contribuyendo entonces a
una preservación del color de la fruta. Su acción sobre el sistema PPO es compleja. Por
un lado reduce en forma irreversible las quinonas (intermediarias en el camino de
formación del pigmento marrón) y por otro lado actúa como secuestrador de iones Cu’
(agentes catalíticos en el proceso de pardeamiento) (Tá'ufel y Voigt,1964; Singh y
Ahlawati,l974). Además compite con los sustratos por la enzima (inhibidor competitivo)
(Dimpfl y Somogi,l975). Por otra pane, la adición del mismo aporta mayor valor
nutricional al producto.
°I°Adición de Acido sulfuroso o sus sales
42
El ácido sulfuroso (112803) y sus sales se utilizan frecuentemente para impedir
el pardeamiento ena‘ma'tico y no enn'ma'tico, y también [como anfimicrobiano y
antioxidante (Roberts y Mc Weeny,l972). Este compuesto incrementa la vida útil,
preserva el color y el flavor y mejora la retención del ácido ascórbico y los carotenos de
un producto alimenticio. Se utiliu de diversas formas: en solución (por
ejemplozconservación de fi'utas en trozos); spray (por ejemplo: en frutas que van a ser
deshidratadas); gas (por ejemplo: en vegetales); sólido (por ejemplo, agregado a jugos y
purés de fruta). La forma en que se agrega este aditivo es altamente dependiente de la
naturaleza química del alimento, de las características del proceso de preservación a
aplicar, de las condiciones de almacenamiento, de la permeabilidad del envase y del nivel
de adición. Los sulfitos reaccionan rápidamente con una variada gama de constituyentes
del alimento, tales como azúcares reductores, aldehídos y cetonas y proteínas, para
formar numerosos compuestos de adición. También pueden oxidarse a sulfatos,
compuestos inocuos. En alimentos con pH menor a 4, los sulfitos pueden volatilizarse
(como SOZ) y obu'amente perderse.
El dióxido de azufre (SOZ) y sus sales (bisulfitos y metabisulfitos) establecen un
equilibrio dependiente del pI-I cuando se disuelven en agua. Este equilibrio se expresa
según:
HZO + 802 C3 [HZSO3 ] (3)
[H2803 ] c9 I-ISO3' + I-I+ (4)
HSO3' + 11+ <:> so3 2- + 2 H+ (5)
43
Cuando el pH decrece, la proporción de dióxido de azufre (802) aumenta a
expensas de iones bisulfito ( HSO3' ).
Su acción sobre el sistema PPO es compleja. Se ha demostrado que el mismo
inhibe el pardeamiento ena'mático, pues se combina irreversiblemente con las quinonas
formadas, interrumpiendo la reacción de formación del color y además, reduce la
actividad de este complejo enn'matico sobre los mono y difenoles (Embs y
.‘x'íarkakis,l965; A/íarkakis y Embs,l966). Como este inhibidor se consume durante su
complejamiento con las quinonas. su acción dependerá de la concentración del mismo y
también de la naturalem de los fenoles presentes. Si solo existen monofenoles, la
efectividad de este aditivo aumenta, pues 1M quinonas se formarán más lentamente y
quedará inhibidor disponible para la enn'ma (Muneta,l966). Si hay presentes mono y
difenoles, es probable que el bisulfito de sodio sea consumido antes que se logre la
inactivación total del sistema enzimático y por lo tanto el resultado final será que la
formación del color estará atenuada pero no totalmente eliminada aíaisman,1974). Debe
considerarse también el valor de pI-l, ya que por debajo de pH: 5 la inhibición es mayor
(Muneta,l977). El ácido ascórbico (AA) actúa como promotor de la inhibición
enzimática a cargo del bisulfito de sodio (BS) y por tanto, la acción conjunta de ambos
aditivos resulta más efectiva.
Su acción como inhibidor de reacciones no enzimáticas también es compleja. El
mismo forma una variedad de compuestos de adición (l'n'droxisulfonatos) con cetonas y
aldehidos, retardando la formación de una serie de compuestos coloreados a partir de los
mismos (Wedzicha, 1984).
Los oxoaniones de azufi'e (IV) (sales dibásicas del ácido sulfuroso- H2803 )
también se combinan con intermediarios de las reacciones de pardeamiento por Maillard y
ácido ascórbico, las melanoidinas. Sólo el aditivo que se encuentra en forma libre en el
alimento está disponible para este fin (Mc Weeny y col., 1969, Wedn'cha, 1984).
El dióxido de azufre también es usado para controlar el crecimiento de
microorganismos indeseables en frutas, jugos, u'nos, pickles, salsas, etc. En
concentraciones que van desde 100 ppm a 2000 ppm, es utilizado como conservador en
frutas y sus derivados.
Su acción antimicrobiana depende del tipo de microorganismo considerado, del
pH, de su concentración y del tiempo de contacto. El efecto inhibiton'o del ácido
sulfuroso (H2803) es más pronunciado cuando el mismo está no disociado
(Hailer,l9ll). Por lo tanto es más efectivo a pH < 4. El aumento de efectividad
demostrado al descender el pH puede atribuirse a que la forma no disociada penetra en la
célula más fácilmente que las formas iónicas (Rahn y Conn,l944; Ingram y col., 1956).
King y col. (1981) reportaron que el ácido sulfuroso (HZSO3) resultó la forma más
efectiva para inhibir el desarrollo de levaduras en jugos de pera y manzana y que, los
iones bisulfito (I-ISO3') y sulfito (SO3 2') no resultaron efectivos.
El ácido sulfuroso (HzSO3) inhibe hongos, levaduras y bacterias productoras de
ácido acético y maloláctico (Ough,1983). Sin embargo, las levaduras y los hongos son
45
menos sensitivos a su acción que las bacterias (Hailer,l9ll). Los sulfitos son utilizados
frecuentemente en frutas y vegetales para ,entre otras razones, impedir la acción de estos
tres grupos de microorganismos .
Los rangos de concentraciones inhibitorias (expresadas en mg/l) para el
desarrollo de algunas levaduras son los siguientes: Saccharomyces, 0,1-20,2;
Zygosaccharonrvces, 7,2- 8,7; Pichia, 0,2; Hansenula, 0,6; Candida, O,4-0,6 (Rhem y
Wittmann, 1962). Las levaduras de los géneros Saccharomyces y Tomlopsis parecen ser
las más tolerantes al dióxido de azufre (Goto,l980) . Pero , si el mismo se combina con
sorbatos o benzoatos, aumenta notoriamente su efectividad (Knox y col.,l984; Parish y
CaroLl988).
En el caso de las bacterias, pequeñas concentraciones del mismo (1-2 ppm)
resultan bacteriostáu'cas y, a concentraciones mayores, su efecto es bactericida. Este
hecho marca una importante diferencia de su acción sobre hongos y bacterias. El dióxido
de azufre es capaz de inhibir el desarrollo de la mayoria de las bacterias acidolácticas, en
frutas y sus derivados. a pH: 3.5 o menor (Wibowo, y col..l985). Su acción
antibacteriana está basada en su interferencia en el metabolismo celular, debido a la
combinación del grupo SH con proteínas estructurales, enzimas, cofactores, vitaminas ,
ácidos nucleicos _vlípidos (Pfleinderer y col., 1956).
La FDA considera al dióxido de azufre y sus sales como un aditivo GRAS (21
CFR 182). Sin embargo, no puede ser utilizado en carnes, en productos alimenticios que
son fuentes de tíamina y en frutas y vegetales frescos. Este hecho se debe a que el mismo
induce respuestas alérgicas en personas asmáticas dependientes de esteroides (Stevenson
y Simon,l981). Su utiliución está permitida en jugos, purés y concentrados de fi'utas,
vinos y en fi'utas y vegetales deshidratados. En otros países se permite su uso en carnes y
productos de granja (Chinchester y Tanner, 1981).
El Código Alimentario Argentino legisla un máximo de 600 ppm de bisulfito de
sodio o su equivalente en otra especie, para triturados y cremogenados de frutas citricas y
otras frutas (CAA, 1988).
°3°Adición de Acido Sórbico o sus sales
El ácido Sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio son reconocidos como
sorbatos. Son utiliudos en los alimentos como efectivos inhibidores de hongos (incluso,
aquellos queproducen micotoxinas) y algunas bacterias (Bell y col.,l959; Bradley y
col.,l962; Robach.1980: Sofos y Busta.1981;l983a).
El ácido Sórbico es un ácido graso monocarboxilico poliinsaturado cuya fórmula
es la siguiente
CH3 —CH =CH ——CH=CH——COOH
La actividad antirnicrobiana de este ácido es mayor cuando el mismo se
encuentra de la forma no disociada. Su pKa es 4,75 y por lo tanto, a pH > 6,0 - 6,5
dicha actiu'dad es practicamente inexistente y la misma aumenta al descender cl pH. Su
47
efecto puede ser estático o bien letal, además de prevenir la producción de mieotoxinas
(Melnicky col.,l954, Costilow y col.,l955)
Algunas especies de levaduras contaminantes de alimentos cuyo crecimiento está
inhibido por este aditivo son: Breitanomyces, Byssochlamys, Saccharomyces,
ngosaccharomyces. Debarjvomyces. Endomycopsis. Hansenula, Candida y
Torulaspora. Otras especies son más resistentes. Así, Pitt (1974) ha reportado que
Zi'gosaccharomyces bailii no se inhibe por ácido sórbico (0,06 % px’p)en un medio con
10 % de glucosa.
Algunos de los géneros de hongos contaminantes de alimentos inhibidos por este
aditivo son : .Jllcrnaria, Aspergillus. Bom'tis. Cap/¡alosporium Penicillium, ilíucor.
Georrichum. Humicola y Sporolrichum (Sofos y Busta,l983a). Algunos géneros
también resultan resistentes a su acción. Por ejemplo, se ha reportado que Penicil/Íum
roqucfortii desarrolló bien en un medio de extracto de levadura y malta que contenía a
dicho aditivo en una concentración de 6000 y 9000 ugrml (Liewen y Marth, 1985).
Se ha comprobado el efecto inhibiton'o del ácido sórbico sobre numerosas
especies bacterianas presentes en una variada gama de alimentos: Salmonella
n'phimurium (Park y col..1970). Clostridium bom/¡num (Blocher y col.,l982; Blocher y
Busta,l983). Siaphilococau aureus (Pierson y col.,l979), Escherichia coli (Park y
col.,l970) y Yersim'aenterocoliiica (Myers y col., 1983).
El mecanismo por el cual este aditivo actúa como inhibidor microbiano está
relacionado con la alteración del metabolismo celular debida a su acción sobre enzimas
tales como deshidrogenasas, las cuales intervienen en el mecanismo de oxidación de los
ácidos grasos (Mclnick y col.,l954) y enzimas sulfidrílicas tan importantes como
aspartasas, succinodeshidrogenasas, fumarasas (Whitaker,l959). Freese (1978) sugirió
que los ácidos lipofilicos, como el sórbico, alteran el transporte a través de la membrana
citoplasmática.
El ácido sórbico es un aditivo directo utilizado en tortas, pastas, tortillas, helados,
mermeladas, snacks, jugos, diversa bebidas, quesos y otros derivados lácteos, preparados
a base de fi'utas, etc. Su efectividad depende de muchos factores tales como: pH y aw ,
presencia de otros aditivos, procesado y envase, temperatura y condiciones de
almacenamiento (Sofos y Busta,l983a). La cantidad a utiliur depende del tipo de
microorganismo , la aW del alimento y de la carga microbiana inicial considerados. Pero
se considera que concentraciones de sorbato añadido del orden de 0,05 - 0,10 % inhiben
el desarrollo de hongos y levaduras en una amplia gama de alimentos.
Es considerado en EEUU un aditivo GRAS. Se utiliza en más de 70 productos
alimenticios. Su concentración maxima está legislada en quesos (0,2%) y en vinos
(0,1%).
Utilizado en los niveles permitidos, es uno de los aditivos antimicrobianos más
inocuo que se conoce (Sofos y Bustal981). Cuando es utilizado en productos de
cosmética puede causar irritación de las mucosas en individuos sensibles.
El Código Alimentario Argentino legisla un máximo de 2000 ppm de ácido
sórbico o su equivalente en otra especie para tn'turados y cremogenados de frutas eítricas
(CAA,1988).
49
3.1.2 Ventajas de la aplicación de la tecnología de factores combinados para
conservar puré de banana
Las ventajas de aplicación del método, el cual se describirá en detalle en la
sección 3.2, son las siguientes:
Resulta un proceso simple, sencillo, de fácil aplicación en agroindustrias
ubicadas en las zonas de producción, pues no requiere de una elevada inversión inicial y
los costos de equipamientos son minimos.
La conservación del producto por espacio de 4 meses pemúte programar
el procesamiento para mantener un flujo de producción más o menos constante, exitando
los trabajos acelerados en períodos "pico de cosecha" y los reposos involuntarios el resto
del año.
No requiere de envasado ase'ptico ni uso de frío para su conservación
(condiciones que reducen ampliamente los costos).
El producto tiene características organolépticas altamente atractivas y
similares a las de la fruta fresca.
50
3.2- MATERIALES Y METODOS
3.2.1- Materiales
Para la elaboración del puré utilizado en este estudio, se utilizaron bananas
(Musa (AAA)Cavendish) provenientes de Ecuador, de la variedad Giant Cavendish. El
contenido promedio de humedad de las mismas fue 77 % (p/p), la aW aproximada, 0,98
y el rango de pH, 4,8-5,0.
Los aditivos utilizados en el método de conservación fueron: Cerelose® (glucosa
monohidrato, calidad alimentaria, Refinerías de Maíz SA); sorbato de potasio (SK,grado
alimentario); bisulfito de sodio (BS, grado analítico, Ivlalljnchrodt® ); ácido fosfón'co y
ácido ascórbico (AA) (grado analítico, Merck® )
3.2.2 Determinación de humedad y pH
La humedad del puré de banana fue determinada gravímétn'camente por secado
de las muestras en convección forzada y con Mg(ClO4)2 como adsorbente a 70 °C
durante 16 horas. El pH del mismo fue determinado con un pI-Imetro Metrohm® E 632
(Metrohm Herisam, Suiza) provisto con un electrodo de vidrio.
51
3.2.3 Determinación de la actividad de agua
La actividad de agua de los purés de banana fresco y preservado fue medida
utilizando un higrómetro Novasina® Humidat THZ (Novasina AG, CH-850, Suiza). El
higrómetro fue operado siguiendo el procedimiento descripto por Kitic y col. (1986) y fue
calibrado con soluciones insaturadas de NaCl (Chirife y Resnik,l984). Las
determinaciones de aWfueron realizadas por duplicado, infonnándose el promedio.
3.2.4 Determinación de bisulfito de sodio
Se detemiinó el contenido de bisulfito total, libre y combinado, en puré de
banana fresco y presen'ado mediante la técnica de Ponting-Johnson (1945). Dicha técnica
resultó ser la más apropiada para la determinación de este aditivo en el puré de banana
debido a su sencillez. buena reproducibilidad. su aptitud para análisis de rutina y porque
respectode otras técnicasensayadas(Nuryy col,]959; Ross y col.,1959) las
pérdidas por volatilización del dióxido de azufre y la presencia de interferencias en la
íodímetn’a involucradaLos pasós básicos de aplicación de esta técnica son:
‘t‘l- Agitación y extracción del puré de banana con una solución salina (NaCL
20 % px'p) tamponada a pH 4,5 (buffer tartrato ácido de sodio, 0,5 M). Este
paso tiene como propósito extraer el SOz combinado de manera reversible y
libre. La solución salina tamponada impide la pérdida de este aditivo por
volatilización y autooxidación.
«2.2- Filtración del suero resultante.
02‘3- Alcalinización (con NaOI-l, IN) de dos alícuotas del suero obtenido en el
paso ¿.2 y posterior titulación de una de ellas con 120,02 N, utilizando almidón
como indicador. A] alcalinizar el medio se libera el 802 combinado, titulando asi
el SO; total presente.
.zo4- A la otra alícuota se añade formaldehído (40 96 p’p) y se deja reaccionar
unos minutos, con el propósito de combinar todo el SOz presente con el
formaldehído agregadoPosteriormente se titula dicha alícuota como en el paso
4-3. evaluando asi las interferencias presentes.
‘35- Se calcula la diferencia entre los volúmenes gastados de Ig en los pasos '33 y
02.4y se realimn los cálculos correspondientes para expresar el contenido de este
aditivo en ppm (partes por millón) de la especie bisulfito de sodio (NaHSO3).
3.2.5 Método de preservación de puré de banana propuesto
53
En la figura l se muestra el diagrama de flujo de la tecnología empleada. A
continuación se hace una descripcióndel proceso.
Bananas maduras, de las características ya señaladas, se pelaron y cortaron
longitudinalmente en rodajas. Estas rodajas se escaldaron en vapor de agua saturado por 1
minuto y se enfriaron rápidamente, hasta aproximadamente 15 °C , en un baño de agua
refi'igerado.Las mismas fueron rápidamente procesadas mediante un Sorvall Omni-mixer
con el propósito de obtener un puré. Luego se añadió Cerelose® para reducir la actividad
acuosa a 0,97. La cantidad necesaria de Cerelose® a agregar fue calculada mediante la
ecuación de Ross (Ross, 1975):
(aw) puré = (aowhsanana X (3°w)glucosa (6)
donde (ambmm es la actixidad de agua de la fruta fresca (aproximadamente 0,984) y
(a°W)glu.¿os¡les la actixidad de agua de una solución de glucosa _\'el agua conespondiente
a la fruta. El valor (am-mucosa fue obtenido de Ia siguiente ecuación:
(3°w)glucosa = X1 exP ('2225- X2 2) (7)
donde X] y X2 son las fracciones molares de agua y glucosa respectivamente (Chiiifc y
col.,1980). El valor de aw predícho de puré de banana preservandoestuvo de acuerdo con
el valor de aWmedido.
Bananas:
Pelado
Cortado
Adición de
BS: 400 ppm
SK2100 ppm
AAz250 ppm
Envasado
en pouches
Cryovac
Tratamiento
térmico suave
(inmersión en
MÉTODO DE PRESERVACIÓN DE PURÉ DE BANANAPROPUESTO
Escaldado
(1 min)
Reducción de
aw a 0,97 con
Cerelose
Ajuste de pH
a 3,4
(a. fosfórico)
Almacenamiento
a 25,0 °C
Posteriormente se adicionaron 400 ppm de bisulfito de sodio (BS), 100 ppm de
sorbato de potasio (KS) y 250 ppm de ácido ascórbico (AA). Se ajustó el pH del sistema
a 3,4 mediante la adición de ácido fosfórico. El puré fue envasado en bolsas de
Cryovac® CN530, bajo condiciones de vacío. Las bolsas con el pure' de banana tenían un
espesor aproximado de 1 cm. Finalmente, dichas bolsas se sumergieron en baño de agua
a ebullición por l minuto, para luego ser rápidamente enfiiadas hasta aproximadamente
15 °C. Se almacenaron al abn'go de la luz a 25.0 °C.
3.3 Caracterización del puré de banana recién elaborado
Humedad (96 p/p) = 77.2
aW = 0,97
pH = 3,40
bisulfito de sodio (ppm) = 328
Aceptabilidad = 8 puntos (en escala hedónica de 9 puntos)
Aerobics mesófilos (UFC/g) = 100
Hongos y Levaduras (UFC/g) = < 7
Color ([Br) = 30,4
56
3.4 Caracterización del puré de banana preservado (al final de 3 meses de
almacenamiento a 25,0 °C)
Humedad (% p/p) = 76,1
aw = 0,97
pH = 3,42
bisulfito de sodio (ppm) = 88
Aceptabilidad = 7 puntos (en escala hedónica de 9 puntos)
Aerobics mesófilos (UFC/g) = <10
Hongos y Levaduras (UFC 'g) = no se detectó
Color (IBr) = 31,48
3.5 Forma de consumo
El producto puede ser consumido en forma directa como postre. o bien en
mezclas con helados, yoghurt, pasteles, "snacks". Puede también ser utilizado para la
preparción casera de bebidas. con leche. Envasado en diferentes recipientes , podn'a
utilizarse como materia prima para la industria de la reposteria, de helados y pasteles. En
la actualidad en la Argentina. dichas industrias tienen ciertos problemas con los
preparados de banana que se comercializan, debido a su mala palatabilidad y
características organole'pticas empobrecidas.
57
4-ESTABILIDAD MICROBIOLOGICA DEL PURE PRESERVADO
4.1. INTRODUCCION
4.1 .1- Selección y evaluación de un aditivo antimicrobiano- Efecto "hurdle"., 58
4.1.2- Elección de los microorganismos a utilizar, 61
4.2. OBJETIVOS
4.3- MATERIALES Y METODOS
4.3.1- Puré de banana, 68
4.3.2- Medios de cultivo y reactivos, 70
4.3.3- Microorganismos, 72
4.3.4- Preparación de los inóculos e incubación de las muestras, 73
4.3.4.1- Metodologia, 73
4.3.4.2- Bacterias, 74
4.3.4.3- Levaduras, 75
4.3.4.4- Hongos, 76
4.3.5- Flora Nativa, 76
4.3.6- Enumeración de los microorganismos, 77
4.4 - RESULTADOS
4.4.1- Análisis de Ia flora nativa, 79
4.4.2- Análisis de los microorganismos inocuiados, 82
4.4.2.1- Bacterias, 82
4.4.2.2- Hongos, 92
4.4.2.3- Levaduras, 93
4.5- CONCLUSIONES
58
4 - ESTABILIDAD MICROBIOLOGICA DEL PURE PRESERVADO
4.1. INTRODUCCION
4.1.1-Seleccióny evaluación de un aditivo antimicrobiano- Efecto "hurdle".
Muchos son los alimentos tradicionales que están preservados por un sistema
que combina diferentes factores ambientales de "stress", si bien recientemente se ha
tomado conciencia del modo de acción y del efecto sinérgico del uso combinado de
factores de preservación. Estos factores actúan basicamente disminuyendo o preu'niendo
el crecimiento, más bien que matando los microorganismos presentes en cl alimento.
La efectixidad de un dado aditivo depende no sólo de sus propiedades, sino
también de la microestmctura en donde está inmerso. Un aditivo interacciona con los
microorganismos presentes,, con los componentes del alimento, con otros factores del
proceso considerado y con las condiciones de almacenamiento. Algunas de las
caracteristicas que influyen en la selección v utilización de un aditivo son (Janis y.0
Burke,l976):
s Sus propiedades : la solubilidad, la toxicidad, el efecto antimicrobiano, la
constante de disociación y la reactividad .
OEInúmero, el tipo y la resistencia al aditivo de los microorganismos presentes
en el alimento.
OLos factores intrínsecos del alimento tales como pH, aw, potencial redox,
contenido de gasa y la presencia de componentes reactivos .
’Los factores de proceso (por ejemplo: el tratamiento térmico; la
deshidratación, etc.).
OLos factores extn’nsecos tales como las condiciones de almacenamiento
(humedad relativa, atmósfera, etc)y el tipo de envase del alimento.
La utilización de un único factor de control como método de preservación (baja
temperatura, bajo pH, baja aw, calor, irradiación, etc.) es, en muchos alimentos,
inadecuada debido a los efectos adversos sobre las propiedades organolépticas y nutritivas
de los mismos. Además, las nuevas tendencias de consumo llevan a la población a
seleccionar productos con un minimo tratamiento y un bajo contenido de aditivos. Una
altemativa a las tecnologías basadas en un sólo factor de conservación resulta la
utiliución en forma combinada de procesos y/o aditivos, actuando como barreras
("hurdles") para el desarrollo de los microorganismos. Esta metodología considera el
empleo de menores niveles de los factores antimicrobianos, sin sacrificar la estabilidad del
alimento, pudiendo ser la combinación de los mismos sinérgica o aditiva (Leistner y
RódeL 1976).
La efecu'vidad de un dado factor de "stress" puede evaluarse en medios a'e
c-uitr'vo,en sistema: modelo o bien, en el alimento mismo. La realización del ensayo en el
alimento mismo trae desventajas en cuanto a la reproducibilidad y la dificultad del ensayo.
Pero tiene la ventaja de reproducir, casi exactamente, las condiciones en que se
encontrarán los microorganismos responsables de la alteración. Tilbury (1980) menciona
al respecto una serie de pautas al estudiar la eficacia de uno o varios factores de "stress" :
OPara analizar el efecto de los factores de control de un proceso detemtinado es
recomendable inocular artificialmente el alimento y además, realizar un ensayo paralelo
sobre el alimento naturalmente contaminado.
°Si el alimento se almacenará por largos períodos de tiempo, es recomendable
reinocular el sistema, especialmente si hay degradación del factor antimicrobiano.
°Es importante una elección adecuada de la flora de inoculación. Es siempre
deseable la utiliución de cultivos puros, aunque los cultivos mix’tossuelen usarse para
el número de muestrasa ensayar.Los microorganismosdeben ser tipicos
contaminantes del alimento a evaluar y ademas, en lo posible, deben ser aislados del
mismo alimento o de productos similares. Los cultivos deben ser recientes.
0Como las esporas poseen diferente resistencia que las células vegetativas, es
primordial, para aquellos microorganismos que formen esporas, considerar un inóculo
que contenga esporas, sobretodo si el proceso de conservación considera la aplicación de
tratamiento térmico.
OEs importante utilizar un inóculo que contenga microorganismos en la