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I UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS HUMANAS ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL TESIS PRESENTADA POR LOS BACHILLERES: GAMARRA CONDOR, JOSE LUIS ROSALES MATEO, ANA ROSA Para optar el Título Profesional de: INGENIERO AGROINDUSTRIAL JUNÍN – PERÚ 2016 CARACTERIZACIÓN DE LA MERMELADA DIETETICA DE PIÑA (Anana comusos) Y NARANJA (Citrus sinensis) EDULCORADO PARCIALMENTE CON STEVIA (Stevia rebaudiana) II ASESOR: Ing. Roberto I. Beltrán Palomares III “A Dios quién supo guiarme por el buen camino, darme fuerza para seguir adelante y enseñarme a encarar las adversidades sin perder nuca la dignidad ni desfallecer en el intento.” “A mis padres Tulio y Rosalía con amor, que hicieron todo en la vida para alcanzar mis sueños, por motivarme y darme la mano cuando sentía que el camino se terminaba, a ustedes por siempre mi corazón y mi agradecimiento.” Ana Rosa Dedicado a mis padres, quienes sacrificaron lo mejor de sus años por ver concretar mis aspiraciones profesionales, compartiendo mis deseos de superación sin importarle por luchar por sus propios sueños. De igual forma a todos las que han estado conmigo, compartiendo cada uno de mis pequeños logros y sobre todo brindándome una palabra de ánimo en los momentos en que las cosas no salieron del todo bien. A cada uno de ellos quiero dedicarles este trabajo. José Luis IV AGRADECIMIENTO A Dios por darnos el don de la vida y la familia. A todos los docentes de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Humanas, por brindarnos sus conocimientos para nuestra formación profesional. Expresamos nuestra especial y sincera gratitud a las personas que contribuyeron a la realización del presente trabajo, con sugerencias, críticas constructivas, consejos prácticos y apoyo moral pues sin ellos sería imposible la conclusión del mencionado. Un agradecimiento muy especial a nuestro asesor el Ing. Roberto I. Beltrán Palomares, a quien admiramos y respetamos por brindarnos la oportunidad de recurrir a su capacidad y experiencia científica en un marco de confianza, afecto y amistad, fundamentales para la realización de nuestra tesis. A nuestros padres y hermanos por brindarnos un hogar cálido y enseñarnos que la perseverancia y el esfuerzo son el camino para lograr los objetivos. A nuestros amigos por brindarnos apoyo emocional y deseos de superación. GRACIAS V ÍNDICE PÁGINA CARATULA I ASESOR II DEDICATORIA III AGRADECIMIENTO IV INDICE V INDICE DE TABLAS VIII INDICE DE FIGURAS Y ANEXOS IX RESUMEN X INTRODUCCION XI CAPITULO I PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO 1.1. Planteamiento del problema 13 1.2. Problema de investigación 1.2.1. Problema general 1.2.2. Problemas específicos 1.3. Objetivos de la investigación 14 14 14 15 1.3.1. Objetivo general 15 1.3.2. Objetivos específicos 15 1.4. Hipótesis de investigación 1.4.1. Hipótesis general 1.4.2. Hipótesis especificas 16 16 16 1.5. Justificación del estudio 16 1.6. Limitaciones de la investigación 17 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes del estudio 19 2.2. Bases teóricas 22 2.2.1. La mermelada 22 2.2.2. Materias primas e insumos para la elaboración de mermelada 23 2.2.3. Piña ( Anana comusos ) 25 2.2.3.1 Origen, historia y expansión geográfica de la piña 25 2.2.3.2 Botánica del cultivo 27 2.2.3.3 Características morfológicas 27 2.2.3.4 Tallo 28 2.2.3.5 Corona 28 2.2.3.6 Hojas 29 2.2.3.7 Raíces 30 2.2.3.8 Inflorescencia 31 2.2.3.9 Fruto 31 2.2.3.10 Valor nutritivo 32 2.2.3.11 Ciclo de la piña 33 2.2.3.12 Fase vegetativa 34 2.2.3.13 Fase de diferenciación y fructificación 34 2.2.3.14 Principales grupos y variedades de piña 35 2.2.3.15 Características de los cultivares 36 2.2.3.16 Establecimiento y manejo del cultivo 39 VI 2.2.4. Naranja (Citrus sinensis) 2.2.4.1. Origen 2.2.4.2. Taxonomía 2.2.4.3. Variedades 2.2.4.4. Química de la naranja 2.2.4.5. Constituyentes principales 2.2.4.6. Componentes orgánicos 2.2.4.7. Componentes inorgánicos 2.2.5. Stevia (Stevia rebaudiana) 43 43 44 44 46 46 47 50 50 2.2.5.1. Clasificación taxonómica de Stevia rebaudiana 51 2.2.5.2. Composición química de la Stevia rebaudiana 51 2.2.5.3. Principales glucósidos de steviol 53 2.2.5.4. Esteviosido 55 2.2.5.5. Rebaudiosido A 56 2.2.5.6. Propiedades de los glucósidos de steviol 56 2.2.5.7. Métodos de extracción 58 2.2.5.8. Desamargado del extracto de stevia 60 2.2.6. Control de calidad de alimentos 62 2.2.7. Características organolépticas y fisicoquímica 63 2.2.7.1. Organolépticas 63 2.2.7.2. Fisicoquímicas 63 2.2.8. Análisis sensorial 63 2.2.9. Pruebas sensoriales 64 2.2.9.1. Los sentidos y las propiedades sensoriales 64 2.2.9.2. Tipos de jueces 68 2.2.9.3. Selección de jueces 69 2.2.10. Análisis estadístico 2.2.11. Diseño experimental 69 70 2.2.11.1. Análisis de varianza 70 2.2.11.2. Diseño de bloque completo al azar (DBCA) 71 2.2.11.3. Prueba de comparación de medias de Duncan 71 2.2.11.4. Nivel de significancia 72 2.3. Bases conceptuales 72 2.3.1. Mermelada 74 2.3.2. Piña 2.3.3. Naranja 75 75 2.3.4. Stevia 75 2.3.5. Evaluación sensorial 76 CAPITULO III MATERIALES Y MÉTODOS 3.1. Lugar de ejecución 77 3.2. Materiales 78 3.2.1. Materia prima 78 3.2.2. Insumos para la elaboración de la mermelada 78 3.2.3. Materiales y equipos para el proceso 78 3.2.4. Materiales para la evaluación sensorial 79 3.2.5. Otros materiales 79 3.3. Métodos de investigación 79 3.4. Diseño experimental 80 3.4.1. Análisis estadístico 82 VII 3.4.2. Evaluación sensorial 82 3.4.3. Evaluación fisicoquímico 84 3.4.4. Análisis microbiológico 84 CAPITULO IV RESULTADOS Y DISCUSIONES 4.1. Descripción del proceso de la elaboración de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 85 4.2. Diagrama de flujo de la operación unitaria para mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 91 4.3. Presentación, análisis e interpretación de los datos 92 4.4. Evaluación sensorial 92 4.1.1. Evaluación sensorial de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana) del atributo sabor. 93 4.1.2. Evaluación sensorial de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana) del atributo color. 97 4.1.3. Evaluación sensorial de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana) del atributo olor. 101 4.1.4. Evaluación sensorial de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana) del atributo textura. 105 4.1.5. Evaluación sensorial general comparativa de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 109 4.1.6. Análisis fisicoquímico de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 111 4.1.7. Análisis microbiológico de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 112 CONCLUSIONES 115 RECOMENDACIONES 117 BIBLIOGRÁFIA 118 ANEXOS 125 VIII ÍNDICE DE TABLAS TABLAS N° PÁGINA 1. Componentes nutricionalesde la piña 33 2. Ciclo de vida de la piña en función al tipo de hijuelo utilizado 40 3. Distanciamientos y densidades recomendadas para cultivo 41 4. Composición química de la naranja dulce 46 5. Clasificación científica de la Stevia rebaudiana. 51 6. Fórmulas químicas y masa molecular de los glucósidos de esteviol. 54 7. Análisis de varianza (ANVA) para de Diseño de Bloque Completamente al Azar (DBCA) 82 8. Resultados obtenidos de la prueba de aceptación para el atributo sabor 93 9. Análisis de varianza (ANVA) del atributo sabor. 95 10. Prueba de comparación de Duncan del atributo sabor. 96 11. Resultados obtenidos de la prueba de aceptación para el atributo color 97 12. Análisis de varianza (ANVA) del atributo color. 99 13. Prueba de comparación de Duncan del atributo color. 101 14. Resultados obtenidos de la prueba de aceptación para el atributo olor. 101 15. Análisis de varianza (ANVA) del atributo olor. 103 16. Prueba de comparación de medias Duncan para el atributo olor. 105 17. Resultados obtenidos de la prueba de aceptación para el atributo textura. 105 18. Análisis de varianza (ANVA) del atributo textura. 107 19. Prueba de comparación de medias Duncan para el atributo textura. 108 20. Análisis fisicoquímico de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 112 21 Análisis microbiológico de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 113 IX ÍNDICE DE FIGURAS FIGURA N° PÁGINA 1. Fórmula general de los glucósidos de Stevia rebaudiana. 54 2. Esteviósido 56 3. Proceso experimental para evaluar el efecto del porcentaje de stevia en las características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas de la mermelada dietética de piña y naranja. 80 4. Diagrama de flujo de la mermelada dietética 91 5. Análisis sensorial del atributo sabor 94 6. Análisis sensorial del atributo color 99 7. Análisis sensorial del atributo de olor 103 8. Análisis sensorial del atributo textura 107 9. Análisis sensorial general comparativo 110 ÍNDICE DE ANEXOS ANEXO N° PÁGINA 1. Resultados de la evaluación sensorial de la mermelada dietética 126 2. Análisis del Diseño de bloque completo al azar con SAS 127 3. Formato de la evaluación sensorial 136 4. Análisis fisicoquímico y microbiológico 137 5. Balance de materia de la mermelada dietética 139 6. Fotografías de elaboración de la mermelada dietética de piña y naranja edulcorado parcialmente con stevia 143 X RESUMEN Esta investigación tuvo como objetivo: Elaborar una mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). Se utilizaron cuatro formulaciones conteniendo diferentes concentraciones de stevia y en combinación con el azúcar, pectina y cloruro de calcio, las cuales fueron analizadas sus características sensoriales, identificando al tratamiento con mayor aceptabilidad para realizar el análisis fisicoquímico y microbiológico. Esto se designa al siguiente problema ¿Cuál será los efectos de los porcentajes de stevia y azúcar en las características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas en la elaboración de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis)? Para la evaluación estadística del análisis sensorial, se contó con la participación de 25 panelistas semientrenados de ambos sexos, se empleó una escala hedónica de 5 puntos, se evaluó los atributos sensoriales de sabor, color, olor y textura. El diseño experimental fue el diseño de bloques completo al azar, comprobando su significancia a través la prueba de Duncan con un nivel de significancia de 0,05%, identificándose diferencias entre los tratamientos, siendo superior estadísticamente el tratamiento M2. Se determinó la formulación óptima para la mermelada dietética de piña y naranja edulcorado parcialmente con stevia con porcentajes de: pulpa de piña 80 %, jugo de naranja 20%, pectina 1,44 %, stevia 0,42, azúcar 43,2% y cloruro de calcio 0,42%, pH de 3,6 y 66 °Brix. Así mismo el tratamiento optimo con mayor aceptabilidad fue la M2 (Stevia 6,3 gr - 0,42% / azúcar 648 gr - 43,2%) obteniendo puntajes máximos de atributos: sabor con “87” puntos, color con “90” puntos, olor con “92” puntos y de textura con “92” puntos; según la escala hedónica planteada en la investigación; resultado obtenido de acuerdo a las puntuaciones totales de los cuatro tratamientos para cada atributo. El resultado del análisis fisicoquímico del tratamiento con mayor aceptabilidad fue: pH 3,60 y 66,00 de °Brix valores que se encuentran dentro de los parámetros establecidos para mermeladas. Así mismo la mermelada presenta una humedad (%)=41,25, ceniza (%)=0,41, proteína (%)=0,50, grasa (%)=0,11 y fibra (%)=0,38 valores que se encuentran dentro de los establecidos para mermelada de fruta. Finalmente el análisis microbiológico se encuentra con los parámetros óptimos permitidos: numeración de aerobios mesófilos viables (UFC/mL)=1,3x102, numeración de coliformes totales (UFC/mL)=menor de 10, numeración de mohos y levaduras (UFC/mL)= menor de 10 y numeración de E. coli. (UFC/mL) =menor a 10 ausente de microorganismos. XI INTRODUCCIÓN La evidencia de que una alimentación sana es uno de los pilares de salud se ha ido consolidando en nuestro estilo de vida en los últimos años. Así, se ha tratado de buscar en los alimentos todas aquellas propiedades que les hicieran especialmente beneficiosos a la hora de incrementar o mantener nuestro estado de salud. La mayoría de los peligros y riesgos asociados con la nutrición son una dieta desbalanceada y un sobreconsumo de alimentos y bebidas: demasiada grasa, mucho azúcar y sobre todo la ingesta de grandes cantidades de calorías (Chuaqui, 1997). La piña es una fruta tropical muy extendida por la selva peruana, posee propiedades antiinflamatorias y diuréticas, saciar el hambre y es adecuada para su uso en dietas bajas en calorías. La naranja es baja en calorías y una buena fuente de fibra y potasio. Las naranjas son una rica fuente de vitamina C. Ésta es necesaria para mantener unas encías, dientes y huesos sanos, y para la curación de heridas. La vitamina C es un potente antioxidante; desempeña un papel a la hora de intensificar la acción de la vitamina E, ayudar en la absorción de hierro y en las funciones inmunológicas. Las naranjas también contienen cantidades importantes de folato, una vitamina del complejo B que proporciona un efecto protector útil durante el embarazo. La stevia es un edulcorante no calórico, de origen natural, que se cultiva y utiliza en diversas partes del mundo y que ha penetrado de manera XII importante en el mercado nacional e internacional. Publicaciones reportan propiedades positivas entre ellas en el manejo de la diabetes mellitus transformándose en una nueva herramienta nutricional, Organismos internacionales avalan su consumo como suplemento seguro y no estimula el apetito por ende sin riesgo de incremento de peso en su consumo. La stevia (Stevia rebaudiana) es una planta dicotiledonea, del orden campanulares, familia asteraceae; semiperenne y oriunda del Paraguay; tiene un principio activo denominado esteviósido y rebaudiósido A. que al endulzar los productos de manera natural revoluciona el campo de los edulcorantes dada sus bondades terapéuticas ante enfermedades como la diabetes. Es usada, en bebidas, alimentos dietéticos y medicina; se presenta en el mercado en hoja seca entera y procesada en diferentes niveles: (picada, molida, pulverizada), filtrantes, jarabes, tinturas, extracto líquido o en polvo y en forma cristalizada (INCAGRO, 2008). Los Autores 13 CAPITULO I PLANTEAMIENTODEL ESTUDIO 1.1. Planteamiento del problema Hoy en día el concepto de alimento está cambiando y también nuestra forma de comer y es que algunos estudios han mostrado una asociación negativa significativa entre la ingesta de frutas y vegetales y la mortalidad por enfermedades cardíacas, menor incidencia de varios tipos de cáncer y menor presión sanguínea y el exceso de consumo de azúcar y grasas nos origina problemas de la diabetes, triglicéridos, cardiovasculares. La explicación se atribuye al hecho de que algunos alimentos pueden proporcionar una mezcla de fitoquímicos, y altos contenidos de azucares, tales como antioxidantes naturales, fibras y compuestos bioactivos. La Organización Mundial de la Salud (OMS) nos recomienda el consumo de al menos cinco raciones de frutas y/o vegetales por día, lógicamente como alternativa al consumo de estas cinco porciones, algunos fabricantes venden suplementos dietéticos que nos ayudan a incrementar la ingesta dietética de antioxidantes. Las investigaciones alimentarias y la industria de los alimentos en general han reaccionado a estas recomendaciones mejorando el procesado tradicional o 14 proporcionando nuevas soluciones tecnológicas para crear productos (por ejemplo, light y alimentos funcionales) que ayuden a los consumidores a mantenerse en forma y sanos con estos alimentos. En ese sentido con el presente proyecto de investigación se busca brindar una alternativa de procesamiento de un producto dietético bajo en calorías, con contenido de vitamina C que es un potente antioxidante, así como la utilización de la stevia como edulcorante no calórico natural y es utilizada en muchas partes del mundo. 1.2. Problema de investigación 1.2.1. Problema general: ¿Cuál será los efectos de los porcentajes de stevia y azúcar en las características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas en la elaboración de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis)? 1.2.2. Problemas específicos: a. ¿Cuál es el porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) que tenga la mayor aceptación a través de las características sensoriales? b. ¿Cuál es el porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en las características fisicoquímicas de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) con mayor aceptabilidad? 15 c. ¿Cuál es el porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en las características microbiológicas de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) con mayor aceptabilidad? 1.3. Objetivos de la investigación 1.3.1. Objetivo general: Elaborar una mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) edulcorado parcialmente con stevia (Stevia rebaudiana). 1.3.2. Objetivos específicos: a. Formular una mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) con la proporción adecuada de edulcorante de stevia y azúcar, de manera que se obtengan características sensoriales lo más similares a una mermelada comercial. b. Determinar el porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) que tenga la mayor aceptación a través de las características sensoriales. c. Evaluar el efecto del porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en las características fisicoquímicas y microbiológicas de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis). 16 1.4. Hipótesis de investigación 1.4.1. Hipótesis general Los diferentes porcentajes de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar afectan positivamente en las características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas de la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis). 1.4.2. Hipótesis especificas a. Existe un porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) que tiene la mayor aceptación a través de las características sensoriales. b. Existen efectos positivos en el porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en las características fisicoquímicas en la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) con mayor aceptabilidad. c. Existen efectos positivos en el porcentaje de stevia (Stevia rebaudiana) y azúcar en las características microbiologicas en la mermelada dietética de piña (Anana comusos) y naranja (Citrus sinensis) con mayor aceptabilidad. 1.5. Justificación del estudio El estudio permitirá conocer cuáles son los efectos que se producen al incorporar diferentes concentraciones de stevia (Stevia rebaudiana) a una fruta bastante consumida e ideal para hacer dietas, por sus beneficios nutricionales (fibra dietética y contenido de vitamina c) y de fácil acceso en el mercado como es la piña 17 (Anana comusos) y la naranja (Citrus Sinensis) por ser un producto con alto contenido en vitamina C, también contiene poco cantidad de azúcar y poseen propiedades diuréticas y ayudan a regular el exceso de azúcar en la sangre, su producción es todo el año y de fácil acceso en el mercado, en cuanto a los diferentes aspectos sensoriales de olor, sabor, color y textura lo que permitirá incrementar el conocimiento y ampliar las posibilidades de utilización de este producto natural con importantes cualidades que aportan a la salud. La FAO y otros organismos internacionales desde junio del 2004 presentaron a la stevia rebaudiana conocida vulgarmente como stevia, como un producto seguro para el consumo humano. Su justificación parte de la necesidad de mostrar un proceso estandarizado en la elaboración de la mermelada de piña y naranja edulcorado parcialmente con stevia, con la finalidad de establecer los requerimientos técnicos y científicos necesarios para conseguir la estandarización del proceso de elaboración de la mermelada de piña y naranja edulcorado con stevia. Así mismo se pretende motivar el consumo de mermelada dietética de piña y naranja edulcorado con stevia, que desee satisfacer la necesidad de personas que por motivos de salud no pueden consumir en la dieta diaria el azúcar u otro edulcorante comúnmente existentes en el mercado, contribuyendo de esta manera con personas diabéticas y personas que lleven dietas con régimen especial brindando así cuidado a la 18 salud de la población. Además de esto se convierte en una opción para personas que gocen de buena salud y que deseen de alguna manera mantenerse en excelentes condiciones físicas. En el aspecto económico el producto en estudio es rentable, ya que las materias primas e insumos que se emplearan existen en cantidades necesarias para su elaboración y tiene bastante acogida en el mercado nacional, y en el aspecto social la mermelada dietética, es fundamental en la salud por sus propiedades nutricionales, medicinales y funcionales de los componentes alimenticios. 1.6. Limitaciones de la investigación - En insumos: La adquisición de insumos fue una limitación debido a que la stevia cristalizada no se encuentra en la provincia de Junín, por tanto, los insumos a utilizar no se encontraron fácilmente. - En lo bibliográfico: La bibliografía existente en las diferentes bibliotecas de nuestra provincia es muy limitada, no existen muchos textos que guarden relación con nuestro tema de investigación. - En lo económico: Los costos económicos fueron una limitación debido a que el trabajo de investigación muchas veces no es el que se expresa realmente en el presupuesto, estos pueden variar, ya que dentro del proceso de ejecución y desarrollo surgieron muchos imprevistos en materiales e insumos y otros. 19 CAPITULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentesdel Estudio Carmona (2005), en su trabajo de investigación titulado condiciones de utilización del esteviósido en la elaboración de mermelada de guayaba dulce (psidium guajava l.)”, realizada en la Facultad de Ingenieria de alimentos de la Universidad de Cordova (Cordova – Colombia), Esta investigación tuvo como objetivo evaluar la utilización de la stevia (Stevia rebaudiana Bertoni) como edulcorante en la elaboración de mermelada de guayaba dulce. Se utilizaron tres formulaciones conteniendo diferentes concentraciones de stevia (pura y en combinación con sacarosa y azúcar invertido), pectina, y benzoato de sodio las cuales fueron analizadas sus características sensoriales, fisicoquímicas y microbiológicas. Los resultados obtenidos fueron comparados con base en la semejanza con una mermelada de guayaba dulce de una marca reconocida y posicionada en el mercado nacional. El producto más adecuado fue 20 la formulación 3 con 0,14 % Stevia, 43,2 % sacarosa, 0,36 % pectina y 0,05 % de benzoato de sodio. Concluyéndose que: - Es posible obtener mermelada de guayaba dulce sustituyendo un porcentaje de sacarosa por stevia con adecuadas características fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales. - La combinación de stevia y sacarosa en la formulación de mermelada contribuyó a incrementar su contenido en sólidos solubles y así aumentar su presión osmótica, la cual contribuye a impedir el desarrollo de microorganismos y a obtener un producto de mejor calidad, siendo la mejor proporción la de 0,21% de stevia y 21,6% sacarosa, correspondiendo a la formulación 3. - El producto (mermelada de guayaba dulce) fue satisfactoriamente aceptado por los consumidores, teniendo esto su mayor justificación en las múltiples bondades que posee la stevia al ser empleada como edulcorante, pues contribuye en gran medida a la buena salud de las personas al no poseer calorías, tener acción hipoglicémica, ser natural, entre otras. Galarza (2011), en su trabajo de investigación titulado “Obtención de un extracto concentrado de stevia (Stevia rebaudiana Bertoni)”, realizada en la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional del Centro del Perú (Huancayo – Perú), tiene por objetivo principal obtener un extracto concentrado a partir de las hojas de stevia, “Stevia rebaudiana Bertoni”, con características fisicoquímicas y sensoriales aceptables. Lo primero que se realizó 21 en la investigación fue ensayar métodos de extracción acuosa, hidroalcohólica y alcohólica según procedimientos de investigaciones anteriores, con el uso de 0.5 % de carbonato de calcio, 10 % de hidróxido de calcio, 200 ppm de cloruro de calcio todo en base a la materia seca y luego se agregó 5 % de carbón activado en relación al volumen del extracto. También se optó por utilizar métodos físicos, para la eliminación de compuestos indeseables que influyen en el sabor. Finalmente se realizó una prueba sensorial con 25 panelistas semientrenados, donde se utilizó un extracto de stevia de 32.7 ºBrix diluida en agua destilada en proporciones stevia/agua: 1:500, 1.5/500, 2/500. A los jueces se les entregaron las tres muestras marcadas, que contenían extracto de stevia diluida en agua destilada. Concluyéndose que: - Los métodos de extracción con el uso de 0.5 % de carbonato de calcio, 10 % de hidróxido de calcio, 200 ppm de cloruro de calcio todo en base a la materia seca y 5 % de carbón activado en relación al volumen del extracto, no obtuvieron resultados con características organolépticas aceptables, por lo que se optó utilizar métodos físicos para no perder sus características originales. - Los parámetros óptimos para el tratamiento con vapor a las hojas de stevia fueron, 120 ºC por un tiempo de 30 minutos y 1.5 lb/pulg2 de presión, lográndose eliminar los aceites esenciales, 22 degradar la clorofila y otros compuestos orgánicos que influyen en el sabor. - La relación óptima de materia prima/solvente fue de 1/10, el solvente que mejor funcionó fue el agua en ebullición a 85ºC con agitación durante 15 minutos, obteniéndose un extracto con 7 ºBrix, exento de sabor amargo respecto a la extracción con alcohol y agua a temperatura ambiente. - La relación para la purificación extracto/etanol fue de 50/50, con temperatura y tiempo óptimos de concentración de 60 ºC y 60 minutos. - El extracto con 32.7 0Brix, pH de 5.6, acidez expresado en ácido sulfúrico de 0.392%, densidad 1.0727 g/mL y viscosidad cinemática de 1.86 mm2/s (cSt), características fisicoquímicas compatibles con la aceptabilidad sensorial. 2.2. Bases teóricas 2.2.1. La mermelada Se define a la mermelada de frutas como un producto de consistencia pastosa o gelatinosa, obtenida por cocción y concentración de frutas sanas, adecuadamente preparadas, con adición de edulcorantes, con o sin adición de agua. La fruta puede ir entera, en trozos, tiras o partículas finas y deben estar dispersas uniformemente en todo el producto. La elaboración de mermeladas sigue siendo uno de los métodos más populares para la conservación de las frutas en general. La mermelada casera tiene 23 un sabor excelente que es muy superior al de las procedentes de una producción masiva (Gutiérrez, 2011). La mermelada de frutas es un producto de consistencia pastosa o gelatinosa que se ha producido por la cocción y concentración de frutas sanas combinándolas con agua y azúcar. Las características más salientes de la mermelada es su color brillante y atractivo, además debe parecer gelificada sin mucha rigidez. La elaboración de mermeladas es una forma de conservar pulpas de frutas por acción de azúcares y niveles altos de acidez (Vera, 2012). 2.2.2. Materias primas e insumos para la elaboración de mermelada a. Frutas Como ya se mencionó antes se necesita una fruta lo más fresca posible, una fruta que recién ha empezado su maduración ya que una fruta sobre madura la mermelada no gelifica muy bien (Coronado e Hilario, 2001). b. Azúcar El azúcar juega el papel más importante en el proceso de gelificación cuando se combina con la pectina. Otro punto importante es el hecho que el azúcar impide la fermentación y cristalización de la mermelada. Es importante saber equilibrar la cantidad de azúcar ya que si se adiciona poca cantidad hay más probabilidad de que fermente y si se adiciona mucha cantidad se 24 puede cristalizar. Es preferible utilizar azúcar blanca, porque permite que se mantengan las características propias del color y el sabor de la fruta. Cuando el azúcar es sometido a cocción en medio ácido, se produce un desdoblamiento en dos azúcares (fructosa y glucosa), este proceso es esencial para la buena conservación del producto (Coronado e Hilario, 2001). c. Ácido cítrico El ácido cítrico es importante tanto para la gelificación de la mermelada como para darle brillo al color de la mermelada, mejorar el sabor, ayudar a evitar la cristalización del azúcar y prolongar su tiempo de vida útil. El ácido se añade antes de cocer la fruta ya que ayuda a extraer la pectina de la fruta (Coronado e Hilario, 2001). d. Pectina La fruta contiene en las membranas de sus células una sustancia natural gelificante llamada pectina, la cantidad depende de la maduración de la fruta. La primera fase de la preparación consiste en reblandecer la fruta para poder extraer la pectina. La fruta verde contiene la máxima cantidad de pectina y la fruta madura menos. Si se necesitan sustitutos para la pectina se utiliza la carragenina y el almidón modificado. La principal función que se le da a este producto en el mercado es su capacidad para formar geles (Coronado e Hilario, 2001). 25 La materia prima para la obtención de pectina proviene principalmente de la industria de frutas cítricas; es un subproducto extraído de las cáscarasy cortezas de naranjas, pomelos, limones y toronjas. Se encuentra en el albedo (parte blanca y esponjosa de la cáscara); también se obtiene pectina a partir del bagazo de la manzana y el membrillo. El grado de la pectina indica la cantidad de azúcar que un kilo de esta pectina puede gelificar en condiciones óptimas, es decir a una concentración de azúcar de 65% y a un pH entre 3 – 3.5. Por ejemplo, si contamos con una pectina de grado 150; significa que 1 kilo de pectina podrá gelificar 150 kilos de azúcar a las condiciones anteriormente señaladas (Coronado e Hilario, 2001). 2.2.3. Piña (Anana comusos) 2.2.3.1. Origen, historia y expansión geográfica de la piña. Para los habitantes del antiguo mundo, la historia del ananás o piña tropical comienza el 4 de noviembre de 1493, fecha en que Cristóbal Colón y sus compañeros desembarcaron en una isla que acababan de descubrir, a la que dieron el nombre de Guadalupe y en la que por primera vez encontraron el ananás y degustaron su fruto. (Py 1969) La planta de piña es originaria de América del Sur, de un territorio que ahora forma parte del sur de Brasil y otra área del Paraguay; asimismo, los europeos en sus incursiones a la América tropical, encontraron a la planta de piña desde Méjico hasta Brasil. Su 26 aprovechamiento se extendió rápidamente a las aéreas tropicales de Asia y se introdujo su cultivo en condiciones de invernadero a Europa Occidental. El mismo autor indica que, el cultivo de la piña en el Perú se inició en una época no precisada y sus áreas de producción se han restringido a la selva y una parte de la costa, prosperando mejor en los suelos ácidos del trópico y sub-trópico. En la última década se viene ampliando las aéreas de piña con la variedad “Cayena Lisa” que es la de mayor demanda internacional por su calidad superior a otras que actualmente se cultivan en la selva. (INIA-CONAFRUT 1997) La Rosa, citado por Lescano (2003) indica que el cultivo de la piña en el Perú (8 666 has) se encuentra localizada en 14 departamentos. Las mayores superficies corresponden a Junín 30%, La Libertad 19%, Loreto 17% y Ucayali 14% que representan el 77% del total nacional. Los departamentos de la selva central: Pasco, Junín, Ayacucho y Cusco; concentraron un 37% de la superficie cosechada y Loreto el 16%. Es considerado en todos los tiempos y lugares como uno de los mejores frutos por su buen sabor y contenido alimenticio, por lo que su consumo en el mercado mundial es de gran demanda tanto como fruta fresca como industrializada, y a nivel nacional goza de amplia aceptación, en el Perú se cultiva en la costa norte y la Amazonía, alcanzando su mayor importancia en la provincia de 27 Chanchamayo, Región Junín por tener mayor área sembrada. (Ruiz 1995). Labrador (2006) menciona que la piña es la fruta tropical más consumida en Europa después del plátano. Los principales países productores para la Unión Europea son Costa de Marfil, Costa Rica, Ghana y Brasil. 2.2.3.2. Botánica del cultivo La planta de piña, Anana comosus L. Merr, única especie comercial de importancia como frutal, en la familia bromeliáceas, a la que pertenecen las comosus Bromeliáceas epifitas denominadas “plantas aéreas”. Las variedades cultivadas de piña son todas auto- incompatibles, por lo que en plantaciones de una sola variedad los frutos no poseen semillas. (INIA-CONAFRUT 1997) Taxonomía de la piña según Ruiz (1995) - División : Angiospermas - Clase : Monocotiledoneas - Orden : Bromeliales - Familia : Bromeliáceae - Género : Anana - Especie : Anana comosus L. 2.2.3.3. Características morfológicas La piña (Anana comosus L. Merr), es una planta herbácea, perenne, la propagación se realiza en forma vegetativa, mediante hijuelos nacidos en la base de la planta que aparecen después de la cosecha. (INIA 2006). 28 La piña es una planta herbácea perenne que presenta un tallo carnoso, relativamente corto, con entrenudos muy cercanos, con la parte superior más ancha y la inferior angosta y por lo general curva. Del cuello de la planta hacia abajo se tiene una parte curva de las que emergen numerosas raíces. 2.2.3.4. Tallo El tallo central se continúa en el pedúnculo floral, luego en el eje central de la inflorescencia, conformando una sola unidad que culmina en su ápice en una corona de hojas. Py (1969) indica que el tallo tiene la típica forma de una maza de 25 a 30 cm de largo, por 2.5 – 3.5 cm en su base y de 5.5 – 6.5 cm por debajo del meristemo terminal; los entrenudos están muy próximos (la distancia no excede de los 10 cm). El tallo tiene forma de maza, cubierto en la parte superior por hojas que forman una roseta. En los clones comerciales el pedúnculo floral es muy corto y está cubierto por hojas. (Calzada 1993) 2.2.3.5. Corona Guiraldo, citado por Ruiz (1995) menciona que la corona es la continuación del eje central por encima del fruto, consiste en un tallo corto, con hojas cortas y muy ajustadas. La corona, aunque formada por el meristemo terminal puede ser considerada como un rebrote, ya que está separada del tallo principal y puede ser semilla vegetativa. El peso de la corona puede variar de 50 a más de 500g. 29 La corona es una roseta de brácteas foliáceas. Algunos clones pueden presentar más de una corona dando lugar a corona múltiple que es un carácter indeseable para la propagación vegetativa de la piña. (Bartra 1990) 2.2.3.6. Hojas Samson (1991) menciona que las hojas son largas y angostas, arregladas en espiral sobre un tallo corto, “formando una roseta”. Se forman de 70 a 80 hojas y se presenta una yema en la axila de cada una; algunas yemas crecen formando brotes o hijuelos, todas las demás permanecen latentes. Sinderis, citado por Py (1969) distingue dos grandes grupos de hojas: El primer grupo se divide en: Hojas A: Hojas que en el momento de separar el retoño están ya totalmente desarrolladas. Hojas B: Son las que en tal momento no han terminado aún su crecimiento. Hojas C: Estas son las más viejas producidas después de la implantación del retoño. El segundo grupo se divide en: Hojas D: Son las hojas adultas más jóvenes, lo que equivale a decir que, llegada a esta fase, la hoja ha terminado prácticamente su crecimiento. En medio favorable, son las más largas de la planta. 30 Hojas E: Están fijadas sobre la espaldilla del tallo: tienen una forma lanceolada típica, pero con una base en los bordes ligeramente “convergentes” cuya anchura no excede de la mayor del limbo. Hojas F: Son las hojas jóvenes de la roseta visible exteriormente su anchura máxima se sitúa entre el tercio y la mitad de su altura; los bordes del limbo de su base son claramente convergentes. Entre los cultivares de Anana comosus, existen tres tipos de hojas: hojas que sólo tienen espinosos los extremos, características del Cayena Lisa; hojas totalmente espinosas, como se presentan en la mayor parte de los cultivares, y hojas totalmente inertes excepto en su punta terminal. (Py 1969) 2.2.3.7. Raíces Como consecuencia de sus sistemas radiculares poco profundos y limitados, las plantas de piña requieren cantidades relativamente grandes de humedad, pero también que haya un drenaje perfecto. (Ochse et al. 1965) Krauss, citado por Py (1969) clasifica a la raíz en tres grupos según su origen: las raíces llamadas primarias, que tienen por origen el embrión de la semilla y por tanto existen sólo sobre las semillas, desapareciendo para dar lugar a las siguientes: las raíces adventicias, típicas de numerosas monocotiledóneas, que nacen del tejido muy vascularizado que separa el cilindro central de la 31 corteza; las raíces secundarias, que son ramas secundarias delas precedentes. Samson (1991) indica que el sistema radical de la piña es superficial y limitado. En la mayoría de los suelos, las raíces no penetran a más de 50 cm de profundidad y en el suelo rara vez se extienden por debajo de 30 cm de profundidad, o hacia la periferia más allá del área de goteo de la planta. 2.2.3.8. Inflorescencia Las flores de la piña se fusionan entre sí y con el tallo central, en forma tan completa que es difícil distinguir la separación de una flor con otra. Una inflorescencia consta de unas 200 flores, insertas en el eje floral, a modo de un espiral. Dado que pocas flores se abren por día, el periodo de floración se extiende por un mes o más. Las flores individuales de la piña están formadas por vertientes de tres partes: 2 sépalos, 3 pétalos y un ovario de 3 carpelos. Los 6 estambres están colocados 3 frente a los sépalos y 3 frente a los pétalos. (INIA-CONAFRUT 1997) 2.2.3.9. Fruto El fruto de la piña es un sincárpico, carnoso unido por un gran número de brácteas, los frutos son partenocárpicos, la parte comestible está formado por tejidos externos del eje floral, los ovarios de las flores, las bases de los pétalos unidos y las bases de las brácteas las cuales rodean la flor. 32 A excepción del estilo, estambres y pétalos marchitados, todo el resto de la parte de la flor y brácteas, se transforman en un frutillo, que divide exteriormente al fruto de la piña en número de cien o doscientos, reunidos en un eje central o corazón y es la continuación del pedúnculo fibroso. (Bartra 1990) INIA-CONAFRUT (1997) menciona que el fruto de la piña está conformado por la fusión de los tejidos de los frutos individuales y del eje de la inflorescencia. De cada flor se desarrolla un fruto individual, cuya cara externa forma un escudete poligonal prominente. El eje central aumenta de tamaño y contiene también azucares, pero es más duro y fibroso que los frutos individuales. El fruto comienza madurar de la base hacia arriba, en un proceso que demora de 4 a 8 días para alcanzar la madurez del ápice. Las frutas generalmente no son importantes para la nutrición en lo que se refieren a calorías y proteínas. El panorama cambia cuando se toma en cuenta a las vitaminas y minerales. (Samson 1991) 2.2.3.10. Valor nutritivo La fruta fisiológicamente madura, es perecible; expuesta al medio ambiente, se deteriora rápidamente. La cosecha al inicio de la madurez, puede prolongar por unos días la conservación, en tanto se completa el proceso de maduración fisiológica. La conservación de la fruta puede prolongarse hasta 1 semana, sometiendo a pre enfriamiento y luego manteniendo una 33 temperatura aproximada de 5 ºC. La piña es un alimento energético, con buen tenor de vitamina C. (TCA 1997) Cameron, citado por Py (1969) menciona que en cuanto a la contribución que ejercen las frutas en la nutrición humana no quedarán completos sino se hiciese referencia al valor del efecto laxante. A causa de su contenido relativamente elevado en carbohidratos no aprovechables o fibra, aporta una materia no digerible que estimula la actividad intestinal y ayuda a mantener la musculatura del intestino en condiciones para realizar su cometido. Tabla 1. Componentes nutricionales de la piña Fuente: Gonzáles (2007) 2.2.3.11. Ciclo del cultivo de la piña Se distinguen tres fases en el ciclo de vida de la planta de piña: la fase vegetativa de crecimiento foliar, la fase generativa de crecimiento del fruto y otra fase vegetativa del crecimiento de los brotes. (Samson, 1991). 2.2.3.12. Fase vegetativa El aumento en peso fresco de la planta de piña hasta el momento de la diferenciación floral está determinado principalmente por el Nombre del cultivo COMPONENTES MAYORES (g) MINERALES (mg) VITAMINAS (mg) C a lo rí a s A g u a p ro te ín a s L íp id o s c a rb o h id ra to s fi b ra C e n iz a C a lc io fo s fo ro h ie rr o R e ti n o l (A ) T ia m in a (B 1 ) R ib o fl a v .i n a ( B 2 ) N ia c in a ( B 5 ) á c id o a s c ó rb ic o ( C ) Piña (A. comosus) 520 845 0,4 0,2 13,7 0,4 0,3 18,0 0,8 8,05 5 0,08 0,04 0,20 6,10 34 tipo de hijuelo y peso del material vegetal plantado, y las condiciones ambientales (época de plantación). Bajo estas condiciones la piña varía gradualmente para alcanzar el nivel de crecimiento suficiente para iniciar la floración (Porras 2005). 2.2.3.13. Fase de diferenciación y fructificación Porras (2005) menciona que la floración de la piña está determinada por los días cortos; sin embargo, otros factores medio ambientales favorecen la diferenciación floral (días fríos, nublados, condiciones de estrés por sequía) pero la floración de la piña puede ser inducida artificialmente, esta característica la hace sobresalir con respecto a otros cultivos. El tiempo que transcurre entre la diferenciación y la aparición de la inflorescencia es aproximadamente 45 días. El desarrollo posterior hasta la cosecha requiere de 5 meses adicionales, lo que significa un total de 6.5 meses para todo el proceso. El peso de la fruta a obtenerse a la cosecha está relacionado con el peso de la planta, masa foliar y peso de la hoja “D” al momento de la inducción floral. (Porras 2005). 35 2.2.3.14. Principales grupos y variedades de piña INRA, citado por Alejandro (2002) indica que el origen de los cultivares de piña puede atribuirse principalmente a la mutación somática, como no hay autofecundación y la polinización cruzada sólo ocurre en forma ocasional; los híbridos naturales son muy escasos, además las semillas germinan con dificultad. Bello, citado por Porras (2005) manifiesta que la piña debido a su amplia distribución y siembra presenta muchos cultivares y selecciones, dispersas en todas las regiones tropicales del mundo. En la actualidad los tipos de piña se han clasificado en: grupos 1; CAYENA, grupo 2; ESPAÑOLA, grupo 3; QUEEN, grupo 4; PERNANBUCO y grupo 5; MORDILONA-PEROLERA MAIPURE. INIA-CONAFRUT (1997) menciona que la mayoría de las variedades de piña que se cultivan en el país se agrupan en dos: piñas blancas y piñas rojas. 1. Las piñas blancas tienen plantas vigorosas, de pulpa suave y de buen color. A este grupo corresponde las variedades “ecuatoriana espinosa”, “blanca de Chanchamayo” y “Miel de abeja” de Pucallpa. 2. La piña roja presenta una pulpa de consistencia más áspera y de menor calidad que las piñas blancas. Dentro de este grupo, destacan por su mayor extensión en cultivo, la “Zamba” de Chanchamayo: “Roja trujillana” y la “Pucalpina”. 36 2.2.3.15. Características de los cultivares Variedad Cayena Lisa La difusión del cultivo de piña “Cayena Lisa” en el Perú es muy reciente, en los últimos años este cultivar ha generado gran interés entre algunos agricultores por sus altos rendimientos y calidad de fruta, pero su exigencia al uso de una alta tecnología está limitando su cultivo. Se caracteriza por ser una planta vigorosa, de hojas de color verde, sin espinas, de largo moderado, la calidad de la fruta es muy buena, el color de la piel de la fruta a la madurez es verde amarillo, pulpa de color amarillo un poco fibrosa, posee pocos bulbillos e hijuelos; estos están muy influenciados por las condiciones de crecimiento. (Porras 2005) La Rosa, citado por Lescano (2003) informa que antes de la introducción de la piña Cayena Lisa por el programa de Desarrollo Alternativo de Winrock Internacional ADES, esta sólo se encuentra cultivada a nivel comercial en el valle de Chanchamayo, en la actualidad las zonas de producción en la selva son: a) Departamento : Ayacucho Provincia : La Mar Distrito : Ayna y Santa Rosa b) Departamento : Cusco Provincia : La ConvenciónDistrito : Kimbiri y Pichari c) Departamento : Junín 37 Provincia : Chanchamayo Distrito : San Ramón y Chanchamayo d) Departamento : Pasco Provincia : Oxapampa Distrito : Villa Rica y Puerto Bermúdez e) Departamento : Ucayali Provincia : Padre Abad Distrito : Padre Abad La Cayena Lisa se ha adaptada muy bien a las condiciones de clima y suelo de la selva central (Chanchamayo) y en el valle de Moche (La Libertad). INIA-CONAFRUT (1997) recomienda para “Cayena Lisa” utilizar un sistema de siembra a “surcos dobles” con una densidad de 44 444 plantas por hectárea, utilizando un distanciamiento de 0.30 metros entre plantas, 0.5 metros entre surcos y una calle de 1.0 metro entre surcos dobles, realizando la plantación en sentido contrario a la pendiente o a “curvas de nivel”. Variedad Golden La píña Golden Sweet tiene como origen las zonas tropicales de Chanchamayo, es una planta vivaz con una base formada por la unión compacta de varias hojas formando una roseta, de las axilas de las hojas pueden surgir retoños con pequeñas rosetas basales, que facilitan la reproducción vegetativa de la planta. El tallo después de 1-2 años crece longitudinalmente y forma en el extremo una inflorescencia. Las hojas son espinosas que miden 30-100 cm de largo. Las flores son de color rosa y tres pétalos 38 que crecen en las axilas de unas brácteas apuntadas, de ovario hipógino, son numerosas y se agrupan en inflorescencias en espiga de unos 30 cm de longitud y de tallo engrosado. Las flores dan fruto sin necesidad de fecundación y del ovario hipógino se desarrollan unos frutos en forma de baya, que conjuntamente con el eje de la inflorescencia y las brácteas, dan lugar a una infrutescencia carnosa (sincárpico) En la superficie de la infrutescencia se ven únicamente las cubiertas cuadradas y aplanadas de los frutos individuales. Esta variedad de piña es de mejor calidad, el fruto es de mayor duración y mejor aceptación en el mercado. Variedad Guayaquil o Hawaiana Morín, citado por Cárdenas (1968) menciona que el fruto adquiere la forma embarrilada, de ancho igual o mayor que la altura de color verde intenso durante el crecimiento y amarillo verdoso cuando alcanza la madurez. Su peso oscila entre 1.2 a 2.8 kg. La pulpa es de color amarillo, medianamente fibroso, de acidez media y de sabor agradable. Las hojas de color verde morado presentan espículas a lo largo de los bordes y una espícula terminal. La formación de hijuelos en la base del tallo; es de 3 en promedio; en cambio la presencia de hijuelos en la base del fruto es abundante y alcanzan buen tamaño, tiene un peso promedio entre2.5 a 2.8 kg. La cascara es de grosor mediano, por lo que 39 requiere de especial cuidado en el transporte. (INIA-CONAFRUT. 1997) La piña Hawaiana tiene la característica de ser bastante rústica y se adapta muy bien a las condiciones de clima y suelo de esta parte de selva central. 2.2.3.16. Establecimiento y manejo del cultivo Propagación La propagación se realiza en forma vegetativa, mediante “mallquis” (hijuelos) nacidos en la base de la planta que aparece después de la cosecha. (García 2003) Ochse et al (1965) manifiesta que tanto las raíces como los chupones se pueden formar de yemas axilares entre las hojas o a lo largo del tallo. Se reconocen varias clases de chupones, cualquiera de los cuales se puede utilizar como material de propagación y son: a) Vástagos; brotes que provienen de las yemas que se encuentran debajo del suelo. b) Chupones aéreos; brotes que provienen de las yemas axilares arriba del suelo. c) Esquejes; chupones desarrollados a lo largo del pedúnculo. d) Esquejes basales; chupones desarrollados desde la base de la fruta propiamente. e) Esquejes de la corona; chupones desarrollados en la parte superior de la inflorescencia o en la parte de arriba del fruto f) Coronas; las hojas de la parte superior del fruto De acuerdo al material de propagación, desde que se establece el hijuelo en el terreno hasta la maduración del fruto, demora de 40 16 a 18 meses cuando se han utilizados hijuelos de la base de la planta; 20 a 22 meses en caso de hijuelos de la base del fruto; y de 22 a 24 meses con hijuelos de la corona. (INIA-CONAFRUT 1997). Tabla 2. Ciclo de vida de la piña en función al tipo de hijuelo utilizado Tipo de hijuelo Duración promedio del ciclo de vida Base de la planta 16 a 18 meses Base del fruto 20 a 22 meses Corona 22 a 24 meses Fuente: INIA-CONAFRUT 1997 Bello y Julca, citado por Lescano (2003) observaron en experimentos realizados en Chanchamayo que se presentaron floraciones prematuras antes de los 10 meses cuando se usó hijuelos de tallo de 400 gramos en promedio en plantaciones de enero, marzo y noviembre en más de 50% de plantas y en mayo con 22% de las plantas, en cambio, con bulbillos no se observó floración natural en ninguna época de plantación. Plantación En las regiones productoras de piña, la plantación se realiza de preferencia al inicio de la estación lluviosa, para Chanchamayo – Satipo este corresponde a los meses de setiembre a diciembre, sin embargo, las plantaciones pueden ser efectuadas durante todo el año dependiendo de la humedad del suelo, disponibilidad de hijuelos y época que se desea cosechar. (Porras 2005) 41 Samson (1991) manifiesta que la densidad depende del tamaño de fruta que se desea obtener, siendo el mercado el que define las preferencias; algunos mercados como el peruano prefieren frutas grandes por tanto las densidades utilizadas son menores de 50 000 plantas por ha, en cambio para la exportacion y la industria se puede aumentar la densidad hasta 61 500 plantas/ha. Tabla 3. Distanciamientos y densidades recomendadas para cultivo Entre plantas (cm) Entre hileras (cm) Entre camellones (cm) Plantas/ha 25 40 90 61 500 30 40 90 51 280 32 40 90 48 780 32 45 90 46 500 35 40 90 44 440 35 40 90 42 550 Fuente: Datos del proyecto Winrock Internacional/ ADES Cosecha y post cosecha El color de la cáscara es el factor determinante para escoger el punto de corte, sin embargo, debe tenerse en cuenta que el color de la fruta varía de acuerdo al tamaño de la misma, mientras más grande sea ésta, con menor intensidad se colorea la cáscara. Para la Cayena Lisa los grados de madurez son los siguientes: Grado 0.- Verde claro en la base. Grado 1.- Ligeramente amarillo en la base. Grado 2.- Dos a tres ojos amarillos. Grado 3.- Tres a cuatro ojos amarillos. 42 Grado 4.- Cuatro a cinco ojos amarillos. Grado 5.- Amarillo Completo. Grado 6.- Amarillo Naranja. Los frutos de la piña alcanzan su madurez, cuando el color de la base empieza a volverse amarillo. Los frutos se deben cortar justamente debajo de la base, las heridas que quedan abiertas se deben esterilizar inmediatamente después de la cosecha. (Ochse et al 1965) La piña es uno de los frutales tropicales de mayor aceptación en los mercados nacionales e internacionales, no solo por su aporte de azúcar, sino por los contenidos de vitaminas y minerales que también están presentes en sus frutos. (INIA 2006) La Rosa, citado por Lescano (2003) manifiesta que en un estudio sobre la situación y perspectiva de la piña; así como, los lineamientos para la comercialización de la piña “Cayena Lisa”, llego a determinar que los canales de comercialización para consumo fresco son los mismos que utilizan los productos agrícolas de consumo natural y entre ellos específicamente los productos frutícolas. Los meses de diciembre a febrero son los de menores precios ya que por el verano llegan casi todos los tipos de frutas y de todas las zonas, llegando a cotizarse una jaba de 6 a 8unidades hasta s/.8.00 en cambio en épocas de precios altos llega hasta s/.20.00 al pie de la chacra. 43 2.2.4. Naranja (Citrus sinensis) 2.2.4.1. Origen El centro de origen de la mayoría de las especies cítricas ha sido muy probablemente las vertientes cálidas al sur de los montes Himalayas (en el norte de la India); el descubrimiento y lugar de origen no está bien establecido, se cree que fue en la India y en la China, durante el primer milenio antes de Cristo (Praloran, 1977). Encuentra curioso que el naranjo, hoy el más importante de todos los cítricos, fuese notado mucho más tarde que los limonenos y cidros, entre otros. Señala que el naranjo fue ignorado durante largo tiempo por los por los chinos, hindúes y árabes (Praloran, 1977). Coinciden en mencionar a los portugueses como los responsables de la difusión del naranjo en Europa; llegando a América a través del Caribe durante el descubrimiento y conquista, a partir de 1493. (Sintes, 1982 y Terleira, 1977). En el Perú los cítricos llegaron a mediados del siglo XVI, siendo cultivados inicialmente, en épocas relativamente recientes, a algunas áreas de la cuenca del rio Amazonas (Morín 1965). Actualmente los cítricos se cultivan en todas las regiones de nuestro país excepto en zonas frías, teniendo como límite para su cultivo comercial los 2,000 msnm. (Farfán, 1979). 44 En el Perú, el cítrico de mayor importancia es el naranjo dulce (Citrus sinensis) con sus variedades “Washington navel” (naranja de ombligo o sin pepa) y “Valencia” (naranja para jugo), seguida en orden decreciente por el limón sutil o lima acida (Citrus aurantifolia), muy utilizada en la industria de aceites esenciales y por las mandarinas que incluyen a la “Satsuma” y a híbridos tipo mandarina tales como “Murcott”, “kara”, “Malvasio”y al tangelo “Minneola” (Franciosi, 1986). 2.2.4.2. Taxonomía La naranja tiene la siguiente clasificación taxonómica: Orden : Geraniales Sub-orden : Geraniineas Familia : Rutaceae Sub-familia : Aurantioideae Género : Citrus Especie : Citrus sinensis: Fuente: Tamaro, 1964 La naranja también es conocida con otras denominaciones; así tenemos: Naranja : Portugal Arancio : Italia Orange : Inglaterra, EE.UU. y Francia Fuente: Tamaro, 1964 2.2.4.3. Variedades Existen diversas variedades de naranjas, sin embargo, en función a su morfología recomienda agruparlas bajo tres 45 grandes grupos: aquellas con fruto normal o de forma ovalada que incluyan al tipo valencia o española y a las jaffas o mediterráneas; las de fruto anormal a navel como la Washington navel; y las de pulpa roja o sanguínea como la ruby, maltese y tarocco, entre otras (Braverman, 1949). Las variedades más cultivadas en nuestro medio, es de calidad excelente, con pocas semillas y buen rendimiento en jugo, característica que le confieren un alto valor industrial (Farfán, 1979). Su cultivo se ha extendido, principalmente, en la selva central y produce todo el año sin embargo los meses de mayo y junio son los de mayor cosecha (Montoya, 1967). La planta como tal es de porte mediano a grande, con follaje abundante, sus frutos son de forma redonda con un peso aproximadamente de 150g incluyendo en promedio 4 a 6 semillas. La pulpa es de color anaranjado, con un contenido medio de 12°Brix y 1% de acidez expresada en ácido cítrico; llegando a un rendimiento en jugo del 50% (Montoya, 1967). La variedad “Washinton navel” se cultiva en la costa central teniendo su mejor rendimiento y época de recolección entre los meses de junio y julio. El fruto es de forma redondeada con una estructura prominente en el lado opuesto al pedúnculo. Su peso aproximado es de 200g con un rendimiento en jugo entre 40 a 46 45% variando mucho su composición físico–químico con las condiciones de clima, suelo y labores cultural (Franciosi, 1986). 2.2.4.4. Química de la naranja En la tabla 4. Siguiente se puede observar la composición química de la naranja dulce (Citrus sinensis) y del jugo. Como constituyentes principales del jugo de naranja a los sólidos solubles totales y a los ácidos orgánicos (Torres, 1966). Es importante mencionar que la composición de los cítricos es afectada por factores tales como: condiciones de crecimiento, patrones, tratamiento y cultivo, madurez, variedades y clima (Torres, 1966). Constituyentes Cantidad Fruta Jugo Zumo Valor energético 42 cal 40 cal 44 cal Humedad 87,7% 89,6% 87,3% Proteínas 0,8% 0,4% 1,2% Grasa 0,3% - - Hidratos de carbono totales 0,5 9,3% 11% Fibra 4% 0,0% 0,9% Ceniza 8% 0,4% 0,4% Calcio 34mg 11mg 30mg Fosforo 20mg 15mg 17mg Hierro 7mg 0,7mg 0,1mg Vitamina A 0,04mg 0,04mg 0,02mg Tiamina 0,09mg 0,05mg 0,02mg Riboflamina 0,03mg 0,02mg 0,02mg Niacina 0,2mg 0,2mg 0,28mg Ácido Ascórbico 59mg 53mg 48,9mg Tabla 4. Composición de la naranja (Citrus sinensis) por 100 gr de porción comestible 2.2.4.5. Constituyentes principales Sólidos solubles totales: Los sólidos solubles están constituidos básicamente por azucares solubles, 63 – 80% y por otros constituyentes tales como: ácidos orgánicos, 5 a 22%; el 15% restante lo forman compuestos relativamente inestables entre ellos: aminoácidos y pequeñas cantidades de 47 pectinas, aceites esenciales, esteres, glucósidos, entre otros (Tamaro, 1964). Azucares totales: Los azucares presentes en el jugo de naranja tienen como fuente de origen: los procesos fotosintéticos llevados a cabo en las hojas, descomposición de los ácidos orgánicos y sustancias tónicas; y la sacarificación del almidón, por efecto directo de la invertasa (Tamaro, 1964). Existen tres clases de azucares: sacarosa, glucosa (dextrosa), y fructosa (levulosa). La sacarosa representa más de la mitad del total de azucares. Después que la fruta es recolectada, se presenta una disminución gradual de esta y un incrementos de los otros azucares debido a la inversión, este cambio es provocado por las enzimas o fermentos presentes en la fruta (Tamaro, 1964). 2.2.4.6. Componentes orgánicos Pectinas: Están localizadas en el endocarpio, son de naturaleza coloidal; muy utilizados en la industria alimentaria como gelificantes y turbidez deseable, características de estas bebidas. Por otro lado, las pectinas permiten tener en suspensión los sólidos de los jugos (Badui, 1986). En el caso de los zumos de esta fruta se precisa proteger la pectina, pues no solo confiere al producto una cierta viscosidad, sino que también actúa como coloide protector, 48 contra la acción de enzima proteolíticas. Por ello se recomienda una pasteurización adecuada (Badui, 1986). Sustancias Nitrogenadas: La cantidad de proteínas contenidas en los frutos es baja, oscila entre el 1.04 y 1.32%. En la pulpa de naranja los principales aminoácidos son arginina, lisina e histidina (Farfán, 1979). Enzimas: Las oxidantes y las pecticas son las que más se conoce. La presencia de las enzimas pecticas en los jugos es muy dañina, consecuente pérdida de su viscosidad y precipitación de sólidos, que reducen la calidad y aceptabilidad del producto. Por lo tanto, durante su obtención se recomienda destruirlas, para lo cual, el tratamiento térmico adecuado es muy conveniente, ya que evita una posible reactivación de las enzimas de los productos tratados (Farfán, 1979). Vitamina C: Se encuentra en abundancia en el albedo y en el endocarpio (pulpa). El contenido de vitamina C, disminuye cuando el nitrógeno y fosforo aumentan en el suelo; y se incrementa cuando las dosis de potasio son mayores en el suelo (Gonzales, 1960). La vitamina C es muy lábil e inestable, las reacciones de oxidación se aceleran por el calor, álcalis, presencia de algunos metales como el cobre, hierro y la acción de la luz, sobre todo en presencia de riboflavina. Es estable a pH 49 ácidos, y en ausencia de oxigenoresiste temperaturas de esterilización (Desrosier, 1989). Ácidos: El ácido orgánico predominantes en el jugo de naranja es el cítrico, sin embargo, se encuentran otros tales como: málico, tartárico, oxálico y malonico. Los ácidos orgánicos se pueden agrupar en dos fracciones bien diferenciadas: - Ácidos fijos, que incluyen al acido málico, láctico, cítrico y succínico. - Ácidos volátiles, constituidos básicamente por ácidos acético, pues las cantidades de ácidos fórmicos, propionico y butírico, son mininas, en esta fruta. La diferencia real entre ácidos fijos y volatines es que los segundos son destilables junto con el agua a temperaturas próximas a la de ebullición (Farfán, 1979). El ácido cítrico se forma a partir de los azucares reductores y las pentosanas durante el periodo del invierno y que la acidez de la naranja “Valencia” disminuye una vez alcanzado su mayor tamaño hasta la completa madurez debido a: dilución del ácido con el jugo y empleo del ácido en el proceso metabólico de la respiración (Farfán, 1979). 2.2.4.7. Componentes inorgánicos Los jugos de cítricos poseen un promedio de 0,4% de cenizas y los frutos maduros contienen menos cenizas que los verdes, y 50 que la disminución de los componentes inorgánicos durante el proceso de maduración, es en forma gradual. (Harding y Fisher, 1967). 2.2.5. Stevia (Stevia rebaudiana). “La stevia fue descubierta por los guaraníes y otras tribus originarias de Paraguay y Brasil” (Ponté, 2008, citado en Gagñay, 2010). “Los indios guaraníes ya la utilizaban desde tiempos precolombinos, endulzando sus comidas y bebidas, la llamaron “kaa-hee”, que significa “hierba dulce” (López y Peña, 2004). “En 1887, el Dr. Moisés Santiago Bertoni, botánico y director de la Universidad de Agricultura de Asunción (Paraguay), tuvo conocimiento de esta hierba que le suministraron los nativos mientras hacía una exploración por aquellas tierras” (Martínez, 2002, citado en Caruajulca, 2012). Fue descrita y clasificada en 1899 por él, momento a partir del cual recibió el nombre científico de Stevia rebaudiana. Existen más de 300 variedades de stevia en la selva paraguayo-brasilera, pero la Stevia rebaudiana es la única con propiedades endulzantes gracias a su principio activo, denominado “esteviósido” en 1921 por la Unión Internacional de Química. (López y Peña, 2004). 51 2.2.5.1. Clasificación taxonómica de Stevia rebaudiana Bertoni La Stevia rebaudiana Bertoni, es una especie botánica de la familia de las asteráceas nativas de la región tropical de Sudamérica… desde hace varias décadas se cultiva por sus propiedades edulcorantes y su bajo contenido calórico (Mónica, 2009, citado en Mendez y Saravia, 2012). La clasificación científica de la stevia es mostrada en la tabla 7. Tabla 5. Clasificación científica de la Stevia rebaudiana Bertoni. Nombre común Hierba dulce Reino Vegetal Subreino Tracheobionta (plantas vasculares) División Magnolophyta (fanerógama angiosperma) Subdivisión Spermatophyta (plantas de la semilla) Clase Magnoliopsida (dicotiledóneas) Subclase Asteridae Serie Multiaristae Tribu Eupatorieas Orden Campanulares (asterales) Familia Compuestas (Asteráceas de Monochlamydeae, comositaseas) Género Stevia Especie Rebaudiana Bertoni Nombre científico Stevia rebaudiana Bertoni ó Eupatorium rabaudianum Bertoni ó Rebaudianum de Eupatorium Fuente: Caruajulca, 2012. 2.2.5.2. Composición química de la Stevia rebaudiana Bertoni Según López y Peña (2004), la hoja de la stevia, en su estado natural, posee gran cantidad de nutrientes, que en orden de concentración son: - Más del 50%: carbohidratos de fácil asimilación. 52 - Más del 10%: fibras, polipéptidos (proteínas vegetales). - Más del 1%: lípidos, potasio. - Entre el 0,3 y el 1%: calcio, magnesio, fósforo. - Menos del 0,01%: cromo, cobalto, hierro, manganeso, selenio, silicio, zinc. - Indicios de ácido Ascórbico, aluminio, beta caroteno C, estaño, riboflavina, vitamina B1. - Varios aceites esenciales. Se puede mencionar que contiene más de 100 bioflavonoides identificados y terpenos, a parte de los steviósidos y rebaudiósidos. Tiene compuestos en todas las partes de la planta, tales como minerales, esteroles y bioflavonoides. Así también posee ácido caféico, ácido clorogénico, escopoletina, umbeliferona, quercetina isoquercitrina, avicularin, polystachoside, óxido 25 cariofileno, spathulenol, camazuleno que también se encuentra en la manzanilla, sterebins E, F, G, H que son diterpenos, centaureidin (5,7,3' –trihidroxi-3,6,4'- trimethoxyflavone) y esteroles como el stigmasterol, sitosterol y campesterol (Luke, 2007 citado en Caruajulca, 2012). Las hojas de stevia encierran glucósidos cuyo poder endulzante, una vez purificados, se sitúa entre 250 y 300 veces su equivalente en azúcar y que además son edulcorantes acalóricos. Los componentes edulcorantes de las hojas de stevia son glucósidos de diterpeno sintetizados, al menos en los estados iniciales, 53 usando la misma ruta del ácido giberélico a partir del mevalonato, con la diferencia que en stevia, el kaureno, precursor de dichas hormonas, se convierte a esteviol en el retículo endoplásmico. (Jarma 2008). Por eso se nombran glucósidos de steviol. 2.2.5.3. Principales glucósidos de steviol. Entre estos glucósidos, se encuentra el esteviósido, rebaudiósidos A, B, C, D, E, F, dulcósido A y B, y steviolbiósido. (López y Peña, 2004, p.8). Entre los cuales las concentraciones en las hojas de los cuatro más importantes son: esteviósido (5- 10%), rebaudiósido A (2-4%), rebaudiósido C (1-2%) y dulcósido A (0,5-1%) (Rirdc, 2005, citado en Jarma, 2008). La mayor concentración del efecto dulce proviene del esteviósido y del rebaudiósido A. (Méndez y Saravia, 2012). La concentración de esteviósidos y rebaudiósidos en la hoja seca es de 6% a 10%, habiéndose registrado ocasionalmente valores extremos de 14%. (Vargas, 2012). La fórmula general de los glucósidos de Stevia rebaudiana Bertoni se pueden ver en la figura 1. Según FAO (2010), a continuación, se presentan los nombres químicos de los glucósidos más representativos de stevia. - Esteviósido: 13-[(2-O-β-D-glucopiranosil-β-D-glucopiranosil)oxi] ácido kaur-16-en-18-oico, β- D-glucopiranosil éster. 54 - Rebaudiósido A: 13-[(2-O-β-D-glucopiranosil-3-O-β- Dglucopiranosil-β-D-glucopiranosil) oxi] ácido kaur-16-en-8-oico, β-D-glucopiranosil éster. - Rebaudiósido B: 13-[(2-O-α-L-ramnopiranosil-3-O-β-D- glucopiranosil) oxi] ácido kaur-16-en-18-oico, β-D-glucopiranosil éster. - Dulcósido A: 13-[2-O-α-L-ramnopiranosil-β-D-glucopiranosil) oxi] ácido kaur-16-en-18-oico, β-D- glucopiranosil éster. En la tabla 6, se muestran las fórmulas químicas y masa molecular de éstos glucósidos. Tabla 6. Fórmulas químicas y masa molecular de los glucósidos de esteviol. Fuente: Codex Alimentarius (1993), citado por Galarza, 2010. Fuente: Adaptado de Soto, Del Val. 2002 (Henao y Trujillo, 2007) Figura 1. Fórmula general de los glucósidos de Stevia rebaudiana Bertoni Glucósidos Fórmula química Masa molecular Esteviósido C38H60O18 804,88 Rebaudiósido A C44H70O23 951,03 Rebaudiósido C C44H70O22 967,03 Dulcósido A C38H60O17 788,88 55 2.2.5.4. Esteviósido. El esteviósido fue identificado por los franceses Bridel y Lavieille en 1931. El esteviósido en forma pura es 300 veces más dulce que una solución al 0,4% de sacarosa (Alonso, 2010, citado en Caruajulca, 2012). Los esteviósidos no fermentan, no se oscurecen por cocción y son muy estables al calor y ácidos. Tiene sabor detectable en un umbral de 0.002%, pero grandes cantidades de hojas provocan un sabor amargo (Tucker y Debaggio, 2009, citado en Caruajulca, 2012). Estudios hechos por el departamento de Endocrinologíay Metabolismo de Aarhus University Hospital de Dinamarca revelaron que el esteviósido actúa estimulando en forma directa las células beta del páncreas generando así una secreción considerable de insulina (Atencio, 2005, citado en Caruajulca, 2012). Los estudios de toxicidad tanto en animales como en humanos revelan que el producto es muy seguro. Asimismo, los esteviósidos presentan efecto hipoglucemiante suave y mejoran la curva de tolerancia a la glucosa en ayunas (Alonso, 2010, citado en Caruajulca, 2012). A continuación, se muestra en la figura 2 la estructura del esteviósido. 56 Fuente: Caruajulca, 2012. Figura 2. Esteviósido 2.2.5.5. Rebaudiósido A. De toda la mezcla de glucósidos de steviol, el rebaudiósido A se encuentra entre el 20 y el 70 por ciento (Kuznesof y Wallin, 2008, citado en Caruajulca, 2012). Estudios complementarios realizando pruebas sensoriales, determinaron que el rebaudiósido A tiene el mejor sabor y es más cercano al azúcar (Jaramillo y Rogel, 2007, citado en Caruajulca, 2012). De todos los glucósidos de steviol, el Rebaudiósido A o rebiana tiene una dulzura sin notas de sabor amargo o metálico. Por ello tiene que ser extraído de la planta mediante un proceso utilizando solamente agua mientras que el etanol de grado alimentario se utiliza para purificar aún más el extracto de rebiana en un proceso similar a la forma de extraer la esencia de vainilla (Baker, 2010, citado en Caruajulca, 2012). 57 2.2.5.6. Propiedades de los glucósidos de steviol. Según Jaramillo y Rogel (2006), citado en Caruajulca, (2012), entre las principales propiedades de los principios activos son: - Resistencia al calor; su estructura no se modifica por exposición a altas temperaturas, es decir no pierde su poder edulcorante al someterla a procesos como pasteurización, esterilización y cocción. Se ha llegado hasta 238 °C conservando sus características. - Alta solubilidad en agua y en soluciones hidroalcohólicas. - Resistencia al pH, es estable en un rango amplio de 3 a 11, aún a 100°C. - El steviósido y el rebaudiósido A son inodoros. - En diversos estudios y pruebas que se vienen realizando con cierta frecuencia, se ha encontrado que el rebaudiósido-A es el de mejor sabor. Los otros dulcósidos presentes en menor cantidad tienen un sabor amargo residual por incluir en su composición una sustancia con este sabor. (Martínez, 2002) Algunas firmas comerciales de diversos países vienen estudiando estos componentes con el fin de eliminar, ya sea por medios físicos o por medios químicos los componentes con este sabor no deseable. Además, se deben llevar a cabo las investigaciones genéticas pertinentes de forma que sea posible seleccionar las plantas que no contengan “ramosil”, que es el nombre del componente que les da este sabor. (Martínez, 2002) 58 Los principios amargos se encuentran verdaderamente en las venas de la hoja, mientras la materia blanda de entre las venas es la que contiene mayor cantidad de componentes dulces. Por lo tanto, un buen sistema (de un costo elevado pero deseable), es el cuidado escrupuloso que se debe tomar durante la producción del extracto de la stevia para evitar contaminar el dulce con el amargo. Esto pertenece tanto al proceso de molienda como al de la extracción posterior del esteviósido (Martínez, 2002) 2.2.5.7. Métodos de extracción. A continuación, se presentan los métodos de extracción según Daciw (2006) citado por Jaramillo y Roger (2007): a. Extracción con agua. Se colocan en un vaso 1g de hojas secas de stevia y 100 mL de agua potable previamente hervida durante 5 min, para disminuir su nivel de oxígeno disuelto y evitar así una posible oxidación del extracto. Se dejan hervir las hojas del edulcorante en el solvente también durante 5 min. Con este tratamiento se obtiene una solución muy oscura y se percibe un retro sabor. b. Extracción con solución buffer. Se mezclan 25 mL de una solución 0,025M de Fosfato de Potasio Monobásico KH2PO4 y 65 mL de agua con 1g de Stevia hirviéndose por 5 min. Se añade 10 mL de un inhibidor de oxidación: Sulfito de Sodio (Na2SO3) a 100 ppm al extracto 59 obtenido para limitar la oxidación de fenoles u otros componentes de las hojas de Stevia, ya que este fenómeno podría ser causante del retro-gusto y el color oscuro del extracto durante su cocción. Se obtiene un extracto de buen sabor y color claro que no cambia con el almacenamiento del extracto a 4°C (el espectro del extracto fresco y almacenado son similares). En este extracto no se percibe retro-sabor. c. Extracción con alcohol etílico. Se colocan en un vaso 5 g de stevia seca en 100 mL de alcohol etílico y se hierve durante 5 min. Se obtiene un extracto alcohólico color verde vivo. Esto se debe posiblemente a que el solvente utilizado extrae gran parte de la clorofila de las hojas. d. Extracción y purificación con solventes orgánicos. Según Goto y Clemente (1998), citado por Jaramillo y Roger (2007) este método se realiza de la siguiente manera: Se utilizan hojas secas de Stevia, con una humedad de 10 a 11%; se procede a la trituración de las hojas y se tamiza con una malla de 60 mesh con este tamaño se ha encontrado un rendimiento en la extracción de los componentes activos de aproximadamente 90 a 95%. Para extraer los constituyentes de la hoja, se deja hirviendo por 20 a 30 min una cantidad de agua. 60 En el extracto acuoso se han disuelto los principios activos, por lo que el extracto acuoso es separado por bipartición con: 60% de alcohol isobutílico y 40% del extracto acuoso. Este proceso hace pasar los principios edulcorantes, pigmentos, y algunas impurezas a la fase orgánica. El extracto butanólico es luego sometido a centrifugación a 1200 rpm. A continuación, se trata el producto con carbón activo al 1 % p/v. Luego el extracto butanólico se concentra en un evaporador a 60 °C hasta la formación de una masa semisólida. Ésta se redisuelve con alcohol metílico y se deja cristalizar por 24 h a temperatura ambiente. El cristalizado se separa por filtración al vacío y se seca a 120 °C por 24 h (fracción 1). Posteriormente el filtrado de la primera cristalización se concentra en un evaporador, produciendo un jarabe denso y poco fluido. Este se mezcla con acetona y secado a 100°C en una estufa de circulación de aire. El sólido seco se redisuelve en alcohol metílico en una proporción 1:3 p/v y se deja cristalizar por 24 horas. El cristalizado se separa por filtración al vacío y se seca por 24 a 120 °C (fracción 2). Las fracciones 1y 2 tienen diferentes concentraciones de esteviósidos y rebaudiósidos, y pueden mezclarse a conveniencia para controlar la composición del producto. 61 2.2.5.8. Desamargado del extracto de stevia a. Método descrito por Kienle (1982) Este método utiliza el gas de dióxido de carbono para remover sustancias no deseadas (cutículas de cera, clorofila, y otros pigmentos), con el fin de mejorar el sabor, ya sea de las hojas, del extracto o de los cristales de stevia. El dióxido de carbono es llevado a condiciones supercríticas (presión arriba de 73 bar y temperatura superior a 31°C), para ser conducido a un recipiente que contiene el material a tratar. Al terminar el proceso de extracción el gas es separado del recipiente y se lleva a presiones por debajo de 72 bar y a temperaturas entre 25 a 50°C con el fin de regenerar el dióxido de carbono. El gas regenerado es enfriado hasta la temperatura de licuefacción para ser retornado al inicio del proceso donde nuevamente es llevado a las condiciones supercríticas. La masa de dióxido de carbono puede variar entre 5 a 100 kg por cada kilogramo del material a tratar (hojas, extracto o cristales de stevia). (López y Peña, 2004) b. Adsorción con zeolitas modificadas: Consiste en la clarificación del
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