ANEXO Nº7.inmovilizacion de celulas

8/7/2019 ANEXO N7.inmovilizacion de celulas

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anales

cientficos

Mayo - Agosto 2004

Volumen: LVIII


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Anales Cientficos UNALM2

Publicacin de La Universidad Nacional Agraria La MolinaEditor: Hugo Vega Cadima

[email protected]

EDITORIAL AGRARIATelf.: 349-5647 anexo: 190Apartado: 456, Lima 100.

Los artculos publicados son de entera responsabilidad de sus autores.Se permite la reproduccin parcial siempre y cuando se cite la fuentey se enve a la editorial un ejemplar de la publicacin que incluye eltexto reproducido de Anales Cientficos N 58


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AUTORIDADES UNIVERSITARIAS:

Luis Maezono YamashitaRECTOR

Victor Guevara CarrascoVICE RECTOR ACADEMICO

Luis Briceo BerruVICE RECTOR ADMINISTRATIVO

DECANOS:

Manuel Canto SaenzAGRONOMIA

Delia Infantas MesiasCIENCIAS

Victor Barrena Arroyo

CIENCIAS FORESTALES

Alvaro Ortiz SarabiaECONOMIA Y PLANIFICACION

David Campos GutierrezINDUSTRIAS ALIMENTARIAS

J. Abel Mejia MarcacuzcoINGENIERIA AGRICOLA

Arcadio Henry orrego AlbailPESQUERIA

Manuel Rosemberg BarronZOOTECNIA

Felix Camarena MaytaDIRECTOR EPG


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ANALES CIENTIFICOS

CONTENIDO:

EDWIN BALDEON CH, VICTOR MEZA C, JULIO GIRALDO H.Evaluacin de un fermentador con levaduras (S. cerevisiae) inmovilizadasen perlas de cermica................................................................................. 1

DAVID OJEDA F , DAVID CAMPOS G,ROSANA CHIRINOS G Y LUIS CISNEROS Z.

Antocianinas, compuestos fenolicos y actividad antioxidanteen cscaras de tres variedades de camote morado(Ipomoea batatas (l.) lam)............................................................................... 13

CARLOS ELAS PEAFIEL, BETTIT SALV RUIZ.

Utilizacin del mtodo de diseo de mezclas en la formulacinde salchichas tipo frankfurter con inclusin de goma de tara(Caesalpinia spinosa).................................................................................. 31

DANIEL E. RUBIO DIAZ, MILBER UREA PERALTA.Disminucin de viscosidad y aumento de densidad energtica demezcla de cereales extruidos por accin enzimtica de harinade quinua (Chenopodium quinoa willd) germinada.......................................... 53

SADY GARCA B.,, LUIS TOMASSINI V. Y LUIS GARCA F.Incremento estacional de biomasa en el cultivo del pecano[Carya illinoensis(wangenh) C. Koch] cv Mahanen el Valle de Ica.............. .......................................................................... 66

SADY GARCA B., LUIS TOMASSINI V. Y LUIS GARCA F.Curvas de concentracin de macronutrientes en ramas fruterasy no fruteras del pecano [carya illinoensis(wangenh) C. Koch]cv Mahan en el Valle de Ica......................................................................... 78

MARTN ARAUJO FLORES, RAL GONZLEZ FLORES.Caractersticas mecnicas y de preservacin de cuatro especiesforestales de Pucallpa para postes de transmisin elctrica.................................... 90

JULIO CSAR NAZARIO ROSCaracterizacin de suelos en areas con presencia de caoba(Swietenia macrophylla King) al estado natural en el Alto Purus ................... 102

GUILLERMO AGUIRRE YATO, SADY GARCA BENDEZ.

Abonados de fondo, sostenimiento y complementos foliaresen el cultivo de esprrago en Ica ................................................................ 116


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LUIS CHIAPPE VARGAS, HUGO L VEGA CADIMA,IGNACIO ISIDRO ADRIAN.

Investicacin y transferencia de tecnologa: el caso de la siembraen secuencia algodn frijol algodn en la Costa Central............................ 128

RAPHAEL FELIX VALENCIA CHACNAnlisis de un diseo de bloques completos-incompletoscon un tratamiento referencial........................................................................ 141

CSAR MENACHO CHIOK, MILAGROS FLORES CHINTEAplicacin del anlisis multivariado devariancia (Manova)........................................................................................ 157

JULIO NAZARIO ROS

Evaluacin de suelos afectados por la actividad mineraen el departamento de Cajamarca................................................................. 173

CELIA SILVERA, DORIS ZIGA, OSCAR LOLIComportamiento de cepas de Rhizobium aisladas de Kudz(Pueraria phaseoloides) en dos variedades de Phaseolusvulgaris, en condiciones de laboratorio.......................................................... 186

JORGE ESCOBEDO ALVAREZ, JAVIER E. MORN PRETELLEfecto de la intensidad y la poca de la poda en verde sobre

la formacin de brotes cortos en tres cultivaresde manzano (Malus x domsticabork.).......................................................... 195

AGAPITO LINARES SALAS, DAVID PARI FLORESAnlisis de las ventajas competitivas de quinua (Chenopodiumquinoawilld.) peruana para exportacin (Puno)............................................. 203

EDWIN AUGUSTO VIGO SANCHEZPosibilidad de aplicar la reingeniera a las cooperativasde las Fuerzas Armadas y Polica Nacional del Per........................................................... 230

ANA MARA BAUTISTA SALAS, FELIX CAMARENA MAYTAEstimacin de la efectividad y del avance gentico por seleccinpara precocidad y rendimiento de grano en frijol de palo(Cajanus cajan(l) miiisp.) en dos ambientesde la Costa Central.............................................................................................................. 254

.


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RESUMENEn la preparacin del soporte para la inmovilizacin de Saccharomyces cerevisiae, se

mezcl arcilla con 10% de caoln y 50% de agua, formando una masa plstica que se llev a600C por 8 h, obtenindose perlas de cermica de alta resistencia y bajo desprendimiento. Enel proceso de inmovilizacin los factores ptimos para la inmovilizacin fueron: 4,91 mm detamao de las perlas, 30 ml/h de flujo y 107 cl/ml de concentracin inicial de clulas, siendoel porcentaje de inmovilizacin de 44,41% y clulas inmovilizadas de 1,47x107 cl/g perla.

En el proceso de fermentacin se emple un fermentador empacado con perlas decermica previamente inmovilizadas, alimentndose con una solucin de sacarosa a 23 Brix,

pH de 3,5 y peptona 1%. El proceso se realiz en cultivo en lote, logrndose obtener una eficien-cia alcohlica de 67,59% (12,94 GL) durante 10 das de fermentacin, siendo las caractersticasdel fermentador: 0,05 m de dimetro, 0,76 m de longitud con una relacin D/L de 1/15.

SUMMARY

In the preparation of support for immobilization of Saccharomyces cerevisiae, clay wascombined with 10% of kaolin and 50% of water, forming a plastic mass that took to 600C by 8h, obtaining high strength and low loosening ceramics pearls. in the immobilization process theoptimal factors for immobilization were: 4,91 mm of pearls size, 30 ml/h of flow and 107 cel/mlof initial concentration of cells, being the immobilization percentage 44,41% and immobilizedcells of 1,47x107 cel/g pearl. In the fermentation process a packed fermentador with ceramicspearls previously immobilized was used, feeding itself with a saccharose solution 23 Brix, pHof 3,5 and peptone 1%. The process was made in culture in lot, obtaining alcoholic efficiency of67,59% (12,94 GL) during 10 days of fermentation, being the characteristics of the fermentadorwere: 0,05 m of diameter, 0,76 m of length with a 1/15 relation D/L.

1 Profesor del Departamento acadmico de Ingeniera de la Facultad de Industrias Alimentarias,UNALM

2 Profesor del Departamento acadmico de Biologa de la Facultad de Ciencias, UNALM3 Profesor del Departamento acadmico de Ciencia, Tecnologa e Ingeniera de la Facultad de

Industrias Alimentarias, UNAS.

EVALUACIN DE UN FERMENTADOR CON LEVADURAS (S. cerevisiae)INMOVILIZADAS EN PERLAS DE CERMICA

Edwin Balden CH.1; Vctor Meza C.2; Julio Giraldo H3


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I. INTRODUCCIN

En la actualidad los pases desarrollados experimentan grandes avances en el campo

cientfico y particularmente en el campo de la biotecnologa. En el Per existen pocos trabajosal respecto. No obstante, el inters de muchos investigadores en el estudio de inmovilizacincelular como tcnica de aplicacin de la biotecnologa ha permitido desarrollar nuevos mto-dos que han vuelto rentables a muchos procesos y productos industriales por su simpleza yrendimiento.

Dada la utilidad y aplicacin de las clulas inmovilizadas en diversos procesosagroindustriales y viendo la factibilidad de utilizar la arcilla para la elaboracin de perlas comosoporte de inmovilizacin de Saccharomyces cerevisiae en la obtencin de etanol, en elpresente trabajo de investigacin se plantearon los siguientes objetivos:

- Evaluar las caractersticas ptimas de inmovilizacin de S. cerevisiaeempleando comosoporte perlas de cermica.

- Determinar las caractersticas ptimas del fermentador empacado durante el procesode fermentacin.

II. REVISIN DE LITERATURA

Bensoain (1985) define a la arcilla como un producto natural, originado a partir de lameteorizacin de las rocas, siendo las partculas inferiores a 2 mm. Costales y Olson (1963)sealan que la arcilla est compuesta de silicio, aluminio y agua, qumicamente combinados,como silicato hidratado de almina. Valdez (1994) reporta que el Per cuenta con buenos

yacimientos de arcilla y caoln, distribuidos en quebradas y laderas de Huaraz, Cajamarca,Puno, Cuzco y toda la sierra central.

Segn Buckman (1985) la arcilla est dispuesta en placas o escamas, y cuando sehumedece con una cantidad adecuada de agua se dilata, volvindose pegajosa e incrementandosu plasticidad. Asimismo, Baver (1991) menciona que la forma de las partculas ms pequeasno es esfrica y la densidad relativa para la mayor parte de los suelos corrientes est entre 2,6a 3,75.

Costales y Olson (1964) sealan que existen tres cualidades para la produccin decermica. La primera es la plasticidad, dada por el desplazamiento de las partculas planas

unas sobre otras cuando estn hmedas. Segundo es la porosidad, debe ser suficientementeporoso para poder sacar una cermica uniforme y sin grietas. Y el tercero, es la vitrificacin.Esta propiedad predomina cuando la arcilla llega a tener la consistencia similar al vidrio.

Crdova (1991), manifiesta que el desarrollo de cuerpos cermicos de porosidad contro-lada permite visualizar distintos campos de aplicacin de estos materiales, sobre todo en lainmovilizacin celular o enzimtica. El parmetro ms importante en la seleccin de un sopor-te inorgnico, es la compatibilidad con el biocatalizador, que se determina explorando el efectode iones solubles en la inhibicin, desnaturalizacin o inactivacin de las enzimas o clulasinmovilizadas en el soporte. El segundo parmetro importante del soporte cermico es lamorfologa del poro, en trminos de dimetro, volumen y tortuosidad.


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Wiseman (1989), menciona que el soporte debe tener un gran coeficiente de vida tilcomo para permitir el uso repetido en procesos en lote o el uso prolongado en procesoscontinuos, por lo que ser necesario que tenga una buena resistencia mecnica y elstica.Adems, debe ser estable a elevadas temperaturas, presin y cambios de pH.

III. MATERIALES Y MTODOS

El presente trabajo se realiz en el Laboratorio de Biologa y Microbiologa de la Univer-sidad Nacional Agraria de la Selva, en los meses de Octubre del 1995 y Noviembre de 1996.

Materiales

Se emple arcilla de color amarillo recolectada en laderas y quebradas de la ciudad deTingo Mara en el Departamento de Huanuco.

Se emple levaduras de panificacin (S. cerevisiae) adquirida en el mercado local,presentada comercialmente como levadura fresca (100% pura), de la marca FLEISCHMANN.Los microorganismos fueron almacenados y propagados en Caldo Sabouraud (Merck) quecontena: glucosa 4%, peptona 1.0%, agar-agar 1.6% y agua.

Para la construccin se utilizaron: tubos de PVC de 2 pulgadas de dimetro, reductoresde PVC de 2 pulgadas a de dimetro, regulador de flujo, pegamento, envases de plstico ysoporte universal.

Elaboracin de las perlas de cermica

Las perlas de cermica se elaboraron con una mezcla de arcilla amarilla (40%), caoln(10%) y agua (50%). Todo se mezclaba manualmente hasta obtener una masa de consistenciaplstica. Posteriormente, se moldearon esferas con un dimetro promedio de 4,9, 7,0 y 8,3mm, se secaron a 80C durante 10 min y se quemaron en un horno a 600C durante 8 h.Finalmente, se lavaban las perlas de cermica para eliminar impurezas adheridas en la super-ficie, se secaban y almacenaban hasta su uso.

Mtodos de caractersticas del soporte

Determinacin del porcentaje de espacio poroso (e)

Se aplic el mtodo descrito por Buckman (1985) bajo la siguiente frmula:% Espacio slido = 100 (Densidad aparente /Densidad de las partculas)

% Espacio poroso (e) = 100 - % Espacio slido

Determinacin de la densidad de las partculas de arcilla

Se emple el mtodo del picnmetro, descrito por Cavazos y Rodrguez (1992). Eneste mtodo se llena un picnmetro de 50 ml con agua destilada y se pone a hervir durante 10min para eliminar el aire contenido. Se deja enfriar, se agrega agua hasta aforar el picnmetroy se pesa (P1). Luego, se retira la mitad del contenido de agua del picnmetro, se agrega 10 g



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de arcilla en polvo seco, se homogeniza y se deja hervir durante 3 min. Posteriormente, se enfray se agrega agua hervida hasta completar la marca de aforo del picnmetro y se pesa (P2).Finalmente, se agita el picnmetro y el contenido se vierte en una cpsula de porcelana previa-mente pesada, se deja secar durante 24 h a 105C y se determina el peso (P3). Con los datosobtenidos se realizan los clculos para determinar la densidad real de las partculas de arcilla.

Volumen de agua desplazada = (P3 P2) (P1)

Densidad real = Peso de arcilla/ volumen de agua desplazada

Determinacin de la densidad aparente

Es la relacin entre el volumen y la masa de una perla de arcilla.

Determinacin del dimetro y peso

Se utiliz la metodologa descrita por Castillo (1993).

Superficie especfica (S)

Se aplic el mtodo descrito por Baver (1991), en donde se determina el rea en mm2

y se divide entre el volumen de la perla de arcilla, representando la superficie especfica en mm2

por gramo de perla.

Superficie especfica del lecho (Sb)

Se determin en base al porcentaje de espacio poroso y la superficie especfica apli-cando la siguiente frmula:

Sb = (1-e) x S.

Inmovilizacin del microorganismo

Determinacin de la curva de crecimiento de S. cerevisiae

Para determinar la curva de crecimiento, en condiciones estriles se tomaba una al-cuota de 5 ml de cultivo de S. cerevisiae y se inoculaba en 200 ml de caldo Sabouraud,contenido en un matraz Erlenmeyer de 1 l. El sistema se homogenizaba y se incubaba a 30Cdurante 24 h. El crecimiento del microorganismo se monitoreaba tomando muestras de 3 mlcon intervalos de una hora. El nmero de microorganismos se determinaba empleando la

cmara de Neubauer y se expresaba como nmero de cl/ml. Para el recuento de levaduras setomaba un volumen de suspensin con la pipeta Pasteur, se cargaba la cmara de Neubauer yse dejaba reposar hasta conseguir una distribucin uniforme de levaduras. A continuacin, conayuda de un microscopio, se contaban las levaduras de los cuadros grandes de las cuatroesquinas y de uno cualquiera del centro. Se realizaban las diluciones oportunas para conse-guir un inculo con una concentracin deseada de levaduras.

La concentracin de levaduras en el inculo se calculaba a travs de la frmula si-guiente:

N clulas/ml-1 = (N clulas contadas) x 400 x 80-1 x 104


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Inmovilizacin de S. cerevisiae

Se utilizaba como medio de cultivo 1 l de caldo Sabouraud y en condiciones estrilesse inoculaba 25 ml de una suspensin de levaduras. Luego, se incubaba a 30C durante 21 h,tiempo en el que se alcanzaba el mximo crecimiento microbiano.

Cumplido el tiempo de activacin celular se proceda a cosechar la biomasa porcentrifugacin a 2500 rpm durante 15 min. Para el lavado se resuspendan las levaduras en 10ml de solucin salina al 0,9 %, se homogenizaban y se volvan a centrifugar. Al finalizar seobtena la biomasa concentrada libre de residuos orgnicos.

Para facilitar la inmovilizacin se resuspendieron las clulas en solucin salina al 0.9% hasta conseguir concentraciones adecuadas para el estudio.

Se emple el mtodo de inmovilizacin por adsorcin descrito por Wiseman (1989) y

Quinteros (1987). Para el estudio de los parmetrosde inmovilizacin se utilizaban la siguien-te frmula:

Clulas inmovilizadas = N clulas retenidas / peso del soporte

N clulas retenidas = N clulas iniciales N clulas finales

% Inmovilizacin = (N clulas retenidas / N clulas iniciales) x 100

Determinacin de parmetros para la inmovilizacin de S. cerevisiae

Tamao de las perlas de cermica

Se evaluaron tres dimetros diferentes de perlas D1(4,91 mm), D

2(7,01 mm) y D

3(8,33

mm), manteniendo constante la concentracin inicial de clulas (106 cl/ml) y el flujo de inmo-vilizacin (120 ml/h). Posteriormente, se determinaba el porcentaje de inmovilizacin, selec-cionando el tamao que permita obtener un mayor nmero de clulas inmovilizadas.

Flujo de inmovilizacin

Se evaluaron tres flujos diferentes: F1(120 ml/h), F

2(75 ml/h) y F

3(30 ml/h), mante-

niendo constante la concentracin inicial de clulas (106

cl/ml) y el dimetro ptimo.Posteriormente, se determin el porcentaje de inmovilizacin y se seleccion el flujo quepermita obtener un mayor nmero de clulas inmovilizadas. Los flujos fueron impulsadospor gravedad.

Concentracin inicial de S. cerevisiae

Se preparaban con solucin salina estril (NaCl 0,9%) 3 suspensiones de levadurasactivas con diferentes concentraciones de clulas: C

1(105 cl/ml), C

2(106 cl/ml) y C

3(107 cl/

ml). En la evaluacin del efecto de la concentracin de microorganismos se mantenan cons-tante el flujo y el tamao de las perlas. Posteriormente, se determinaba el porcentaje de



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inmovilizacin y se seleccionaba la concentracin inicial de microorganismos que permitanobtener un mayor nmero de clulas inmovilizadas.

Estudio de la fermentacin

Proceso de fermentacin

En el proceso de fermentacin se emple sacarosa invertida como sustrato de fer-mentacin a 23 Brix, pH de 3.5 y peptona 1%. La solucin se pasteuriz a 82C por 3 min,luego se enfri a 28C y se aliment al fermentador empacado con perlas de cermicapreviamente inmovilizadas. Transcurrido el tiempo de fermentacin se agreg bisulfito desodio (250 mg/ml) a la solucin fermentada para prolongar su conservacin

Optimizacin de la relacin dimetro /longitud del fermentador

En la optimizacin se estudiaron los siguientes niveles: D/L1(1/10), D/L

2(1/15) y D/

L3(1/20); manteniendo constante el dimetro de 0,05 m. Mediante la determinacin de los

grados alcohlicos y la eficiencia alcohlica se optimiz la relacin D/L.

Grado alcohlico (GL)

En la determinacin del grado alcohlico se emple la equivalencia de 18 g/l (azcarconsumido) equivale a 1 GL (Cesare, 1985).

Eficiencia alcohlica

La eficiencia alcohlica se calcul mediante la metodologa mencionado por Cesare(1985) en funcin a la siguiente relacin:

C6H

120

6 2C

2H

5OH + 2C0

2+Energa

180 g 92 g 88 g

Anlisis estadsticos

En los estudios planteados en la presente investigacin, con factores de inmoviliza-cin y cintica de fermentacin, se emple el Diseo Completo al Azar con 3 repeticiones y la

prueba de comparacin Tuckey (p


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Cuadro 1: Caractersticas fsicas de las perlas de cermica como soportede inmobilizacin

SEDADEIPORP

)mm(ORTEMAID

19,4 10,7 33,8

)alrep/g(oseP 5331,0 7683,0 8816,0

)Lm/g(etnerapadadisneD 451,2 441,2 540,2

)Lm/g(aluctrapaleddadisneD 948,2 948,2 948,2

)alrepg/2mm(acifcepseeicifrepuS 43,765 12,993 92,253

)%(osoropoicapsE 93,42 57,42 22,82

)3mm/2mm(ohcelledacifcepseeicifrepuS 429,0 446,0 715,0

Las perlas de cermica presentaron diferentes caractersticas fsicas en relacin consu tamao. As, La perla de arcilla de 4,91 mm mostraba la mayor superficie especfica de567,34 mm2/g perla (1,222 mm2/mm3). Sin embargo, la perla de arcilla de 8,33 mm tuvo elmayor porcentaje de espacio poroso (28,22%). Tambin, observamos en el Cuadro 1 que exis-ta una relacin inversa entre el tamao de las perlas y la superficie especfica y una relacindirecta con el porcentaje de espacio poroso, que favorecan al proceso de inmovilizacin.

Determinacin de la curva de crecimiento S. cerevisiae

En la Figura 1 se aprecia la curva de crecimiento de S. cerevisiaea 30 C representadapor el nmero de clulas y tiempo de crecimiento.

1

1 0

1 0 0

1 0 0 0

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5

Tie mpo (h)

Nmerodeclulasx10

6(cel/m

Figura 1: Curva de crecimiento de Saccharomyces cerevisiae.



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En la Figura 1, se observa que en el inicio del experimento la concentracin demicroorganismos es de 3,18x106 cl/ml. Durante las primeras 6 horas, las clulas se encon-traron en un perodo de crecimiento lento alcanzando 9,4 x 106 cl/ml, es decir, las levadurasen primera instancia se adaptan a las condiciones del medio (pH, concentracin de nutrientesy temperatura). Despus de la fase de adaptacin su crecimiento es pronunciado llegando alas 21 h, punto mximo de la fase logartmica e inicio de la fase estacionara, con 1,63 x 106

cl/ml. La velocidad de crecimiento especfico (m) fue de 0,19 h-1 y el tiempo de duplicacinde 3,7 h. A partir de las 21 h el crecimiento de las levaduras se mantena y despus dismi-nua, por efecto de la disminucin del sustrato y la generacin de metabolitos inhibidores enel medio de cultivo.

Determinacin del dimetro ptimo del soporte

En el Cuadro 2 se presenta los resultados del porcentaje de inmovilizacin, nmeros

de clulas retenidas y clulas inmovilizadas, en funcin al tamao de las perlas de cermica.

Cuadro 2: Determinacin del dimetro ptimo de las perlas de cermica.

OIDUTSE

ORTEMAID

mm19,4SD1X

mm10,7SD1X

mm33,8SD1X

)%(nicazilivomnI 44,08,04 85,014,63 97,092,72

)901xlc(sadinetersalulcedoremN 44,042,2 90,0859,1 60,0473,1

)alrepg/601xlc(sadazilivomnisalulC 42,032,1 50,060,1 40,077,0

1: Promedio de tres repeticiones DS (desviacin estndar)

Se observa que el mayor porcentaje de inmovilizacin (40,8%) se obtuvo con perlas de4,91mm de dimetro, seguido de 7,01 y 8,33 mm. De acuerdo, al anlisis estadstico (ANVA)se observ que existen diferencias altamente significativas entre los tratamientos y la pruebade comparacin de Tuckey (p


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Seobserva que con una concentracin inicial de 107 cl/ml se obtena un menorporcentaje de inmovilizacin (44,41%). No obstante, se lograba un mayor nmero de clulasretenidas (2,66x1010 cl) en comparacin a las otras concentraciones. De acuerdo al anlisisestadstico (ANVA) se observ que existen diferencias altamente significativas entre los tra-tamientos y la prueba de comparacin de Tuckey (p


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Figura 2: Partes del fermentador con S. cerevisiaeinmovilizadas en cermica

PERLAS DE CERMICA 4.91 mm

L= 76 cm

1

2

3

4

3

5

REGULADOR DE FLUJO DE

ENTRADA CONDUCTO DE SALIDA DE

C02

REDUCCION PVC DE 2 pulga pulg

TUBO PVC 2

REGULADOR DE FLUJO DESALIDA



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V. CONCLUSIONES

- Las perlas de cermica son un buen soporte de inmovilizacin para levaduras y permi-

te obtener alcohol en niveles aceptables a partir de soluciones azucaradas.- Las condiciones ptimas para la inmovilizacin de S. cerevisiaeen perlas de cermica

fueron las siguientes: dimetro de las perlas de 4,91 mm, flujo de inmovilizacin de 30ml/h, concentracin inicial de clulas de 107 cl/ml; logrndose mayor clulasinmovilizadas de 1,47x107 cl/g perla.

- Las dimensiones ptimas del fermentador de lecho empacado con perlas de cermicafueron las siguientes: Dimetro de 0,05 m, longitud de 0,75 m con una relacin D/L de1/15.

VI. BIBLIOGRAFIA

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WISEMAN, A. 1989. Principios de la Biotecnologa. Ed. Acribia S.A. Zaragoza. Espaa.


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ANTOCIANINAS, COMPUESTOS FENOLICOS Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTEEN CASCARAS DE TRES VARIEDADES DE CAMOTE MORADO

(Ipomoea batatas(L.) Lam)

David Ojeda F1 , David Campos G2,

Rosana Chirinos G3

y Luis Cisneros Z4

.

ABSTRACT

In this study the amounts of anthocyanin, phenolic compounds and antioxidant activ-ity observed in the peel of three varities of red sweet potatoes: Pierna de viuda (PDV),Pachacamac (PCH) and Italiano (ITA) were assessed.

The amounts of anthocyanin (ACNs) in the peel of the three varities of red potatoeswas: 1.37, 1.10 y 1.01 mg cyanidin 3-glucoside equivalent/g (wm) for the PDV, PCH and ITA

respectly. The quantity of total fenolics compounds (FNs) was as follows: 12.47, 10.99 and12.45 mg clorogenic acid equivalent/g (wm) for the varities PDV, PCH and ITA respectly. Theantioxidant activity (AOA) was: 7825, 7139.87 y 7790.90 g Trolox equivalent/g (wm) for thePDV, PCH e ITA respectly. A high correlation between the quantity of FNs and the antyoxidantactivity (AOA) (r2 = 0.99) for the three varities studies was found but a correlation between theof ACNs and AOA was not seen.

The stability of the ACNs, FNs and AOA was evaluated in concentrated aqueous ex-tracts under pasteurization (85C for 15 min) and storage (20C for 45 days) conditions. Anapparent increase and stability in the content ACNs for the extract was observed during pas-teurization. There was slight decrease in the content of FNs (1-4%), and an important de-

crease in AOA (8-19%) for all the concentrated extracts.

1 Ingeniero en Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina.

2 Departamento de Ciencia e Ingeniera de los Alimentos y Productos Agropecuarios. Facultad deIndustrias Alimentarias.

3 Departamento de Tecnologa de los Alimentos y Productos Agropecuarios. Universidad NacionalAgraria La Molina

4 Department of Horticultural Sciencies, Texas A&M University.


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An apparent increase and stability in ACNs was observed during storage; a decreasein FNs (14-20%) was showed. The AOA of the different extracts of sweet potatoes decreasedbetween 23 and 27%.

RESUMEN

En el presente estudi se cuantific el contenido de antocianinas, compuestos fenlicosy la actividad antioxidante presentes en la cscara de tres variedades de camote morado:Pierna de Viuda (PDV), Pachacamac (PCH) e Italiano (ITA).

El contenido de antocianinas (ACNs) presentes en la cscara de las tres variedadesde camote morado fueron: 1.37, 1.10 y 1.01 mg equivalente Cy-3-glu/g (b.h) para las varieda-des PDV, PCH e ITA respectivamente. El contenido de fenlicos totales (FNs) encontradosfueron: 12.47, 10.99 y 12.45 mg equivalente de cido clorognico/g (b.h) para las variedadesPDV, PCH e ITA respectivamente. Los valores de actividad antioxidante (AOA) hallados fueron:

7825, 7139.87 y 7790.90 g equivalente de Trolox/g (bh) para las variedades PDV, PCH e ITArespectivamente. Se encontr una alta correlacin entre el contenido de FNs y la actividadantioxidante (AOA) (r2 = 0.99) para las tres variedades estudiadas; no se encontr correlacinentre el contenido de ACNs y AOA.

Tambin se evalu, en extractos acuosos concentrados, la estabilidad de las ACNs,FNs y AOA frente a condiciones de pasteurizacin (85 C por 15 minutos) y almacenamiento(20C por 45 das). Durante el tratamiento de pasteurizacin se observ un aparente incremen-to y buena estabilidad en el contenido de ACNs para los extractos evaluados. El contenido deFNs sufri una ligera disminucin (14%), encontrndose mayores prdidas en la AOA (8-19%) en todos los extractos evaluados.

Durante el almacenaje se observ tambin un aparente incremento y estabilidad de lasACNs; con respecto a los FNs se observ una disminucin (entre un 14-20%), siendo mayo-res las prdidas en la AOA (23-27%) para los distintos extractos de camote evaluados.

I. INTRODUCCION

Al iniciarse el nuevo milenio, una nueva era en el rea de la ciencia de los alimentos y dela nutricin se ha hecho presente cada vez con mayor intensidad. El rea de la interaccinalimentos - salud conocida como la de los alimentos funcionales. Los alimentos funcionalesse definen como Cualquier alimento en forma natural o procesada, que adems de presentar

sus componentes nutritivos contienen compuestos adicionales que favorecen la salud, lacapacidad fsica y el estado mental de una persona (Vasconcellos, 2001).

Actualmente, muchos de los compuestos que tienden a otorgar el carcter funcional alos alimentos no han sido del todo identificados ni evaluados por las funciones fisiolgicas quepropiciara en el cuerpo humano.

Los compuestos fenlicos aparecen como parte de esta amplia gama de elementosfuncionales y en los ltimos aos se ha determinado su fuerte relacin con la disminucin deenfermedades crnicas como el cncer, debido a su elevada actividad antioxidante. Algunosde estos compuestos fenlicos aparte de poseer las propiedades mencionadas, se presentan


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como sustancias tiles para la industria alimentaria tal como es el caso de los pigmentosdenominados antocianinas.

En la industria del procesamiento de materias primas de origen vegetal, existe una

gran cantidad de desechos que no han sido aprovechados an, por el desconocimiento de suspropiedades funcionales y paradjicamente, en la mayora de los estos desechos se concen-tra la mayor cantidad de dichos elementos qumicos benficos para la salud, presentndosecomo un gran potencial a estudiar y explotar. Dentro de los mencionados desechos industria-les se encuentran las cscaras del camote (entre ellos el morado), cuyo contenido de com-puestos fenlicos y buena calidad de sus pigmentos (antocianinas) lo convierten en una buenafuente a tomar en cuenta.

En el presente trabajo de investigacin se plantearon los siguientes objetivos:

- Cuantificar el contenido de antocianinas totales, fenlicos totales y evaluar la capaci-

dad antioxidante en la cscara de tres variedades de camote morado.- Estudiar la influencia del tratamiento trmico y el almacenaje en la estabilidad de lasantocianinas, compuestos fenlicos y la capacidad antioxidante, en extractos acuosos decscara de camote morado.

II. MATERIALES Y METODOS

2.1 Lugar de ejecucin

La presente investigacin se realiz en los laboratorios de Biotecnologa de la Facul-tad de Industrias Alimentarias y en el Instituto de Biotecnologa (IBT) de la Universidad Nacio-

nal Agraria La Molina (UNALM), rea Biotecnologa Industrial.

2.2 Materia prima

Se utiliz la cscara de tres variedades de camote morado (Ipomeabatatas(L.) lam):Pachacamac (PCH), Pierna de Viuda (PDV) e Italiano Morado (ITA) proporcionadas por elprograma de Races y Tubrculos de la UNALM.

2.3 Reactivos

El cido clorhdrico al 37%, etanol al 96%, metanol absoluto, cloruro de potasio, car-bonato de sodio, acetato de sodio anhidro, hidrxido de sodio y el fosfato de potasio monobsico(todos de grado P.A) fueron adquiridos de la firma MERCK. El 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl(DPPH)), 6-hydroxy-2,5,7,8-tetramethyl-2-carboxylic acid (Trolox), reactivo de folin-cicocalteau2N y el cido clorognico (todos de grado Q.P) fueron adquiridos de la firma Sigma Aldrich.

2.4 Equipos y materiales

Agitador magntico (Barnstead/Thermolyne, USA), bao mara con agitacin (GFL,Alemania), espectrofotmetro (Genesys 5 / Milton Roy, USA), balanza analtica (A&D Co. Ltd.,Japn), potencimetro (Orion, USA), refrigerador-congelador (General Electric, USA), rotavapor(Bchi, Alemania). Licuadora (Oster) y agitador de tubos (LABOR, Hungra). Se utilizaron losmateriales necesarios para la realizacin de los ensayos y anlisis

ANTOCIANINAS, COMPUESTOS FENOLICOS Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE EN CASCARASDE TRES VARIEDADES DE CAMOTE MORADO (Ipomoea batatas(L.) Lam)


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2.5 Mtodos de anlisis

2.5.1 Determinacin de humedad y materia seca : Se utiliz el mtodogravimtrico porcentual, que consiste en secar la materia en una estufa a 105C por 6-9 horas,

hasta obtener un peso constante. El contenido de humedad es el resultado de la diferencia delpeso inicial y el final expresado en porcentaje (AOAC, 1990).

2.5.2 Anlisis de antocianinas (ACNs)

a. Extraccin y cuantificacin de antocianinas en medios alcohlicos:

Se realiz siguiendo la metodologa reportada por Fuleki y Francis (1968).Las antocianinas se expresaron como mg equivalente de cianidina 3glucsido/g de producto fresco, tomando como base una curva estndarde cianidina-3-glucsido; se us el coeficiente de extincin molar e = 20

941 L x mol-1

x cm-1

y el peso molecular de 449.2 g x mol-1

. Este mtodofue empleado para la cuantificacin de los pigmentos en las cscaras decamote morado.

b. Cuantificacin de antocianinas totales en extractos acuosos: Serealiz siguiendo la metodologa reportada por Wrolstad (1976). Lasantocianinas se expresaron como mg equivalente de cianidina 3 glucsido/mL de extracto, se us el coeficiente de extincin molar e = 20 941 L xmol-1 x cm-1 y el peso molecular (PM) de 449.2 g x mol-1. Este mtodofue empleado para las pruebas de estabilidad de los extractos acuosos.

2.5.3 Cuantificacin de compuestos fenlicos (FNs): Se realiz siguiendo elmtodo de Swain y Hillis (1959). Los compuestos fenlicos fueron expresados como mgequivalente de cido clorognico/g de muestra fresca o mL de extracto, tomando como baseun curva standard de cido clorognico.

2.5.4 Cuantificacin de la Actividad antioxidante (AOA): Se realiz siguiendo elmtodo de Brand-Williams et al. (1995). Los resultados se expresaron en mg Equivalente Trolox/ g de muestra fresca o ml de extracto, tomando como base una curva estndar de trolox.

2.6. Metodologa experimental

2.6.1. Acondicionamiento de la materia prima

El flujo de operaciones seguido para la obtencin de la cscara de camote se muestraen la Figura 1.

2.6.2. Cuantificacin de antocianinas, fenlicos totales y capacidad antioxi-dante en las cscara de camote morado

En esta etapa se cuantific las antocianinas totales (ACNs), fenlicos totales (FNs) yla actividad antioxidante (AOA) en la cscara de tres variedades de camote morado: Pata deviuda (PDV), pachacamac (PCH) e italiano (ITA), empleando los mtodos descritos en lositems 2.5.2 (a), 2.5.3 y 2.5.4. Todos los anlisis fueron realizados por triplicado.


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Expresados en base seca (b.s), el contenido de pigmentos est comprendido entre424 y 535 mg ACNs /100g . Yoshimoto et al. (1999) indican que la parte externa (5mm deespesor) de camote de pulpa morada (variedad Ayamurasaki) es 1.4 veces mayor en contenidode antocianinas que la porcin interna, esto nos da una idea de la alta concentracin deantocianinas en la cscara. Cascon et al. (1984) mencionan que varios cultivares de camote depulpa morada obtenidos en diferentes regiones del Brasil varan en contenido de antocianinasdesde 100 mg hasta 430 mg / 100g (bs). Estos valores corresponden a la raz completa(cscara y pulpa).

Expresados en base hmeda (bh) el contenido de antocianinas se encuentra entre 101y 137 mg de ACNs / 100g de cscara. En rbanos de cscara roja y pulpa blanca se encontra-ron valores ente 39.3 y 185 mg ACNs / 100 g de cscara, mientras que en cultivares de pulparoja el contenido de pigmentos vara de 12.2 a 52 mg ACNs / 100 g de raz. Tambin han sidoreportados en cultivares de papa morada como la Urenika un alto contenido de pigmentos, con

un promedio de 183.6 y 507.8 mg ACNs/ 100 g (bh) en pulpa y cscara respectivamente (Lewis,1996 citado por Rodrguez-Saona et al., 1998). Rodrguez-Saona et al. (1998) encontraron enpapas de pulpa roja concentraciones de 28.4 mg ACNs / 100 g pulpa y 21.7 mg / 100 g decscara (bh). Se observa que el contenido de antocianinas encontrado en este trabajo estadentro del promedio de los obtenidos en otras races.

Los resultados del anlisis estadstico indican que existieron diferencias significativas(a = 0.05), en el contenido de antocianinas (bh) en las tres variedades de camote morado. Laprueba de comparacin de Duncan indic que el contenido de antocianinas (bh) en la variedadPDV fue significativamente mayor que en la variedad PCH e ITA.

3.1.2. Contenido de compuestos fenlicos

En el Cuadro 2 se presentan los resultados del contenido de compuestos fenlicostotales expresados en base seca y base hmeda. Se puede observar un mayor contenido defenlicos en la variedad PDV (12.47 mg / g bh) e ITA (12.45 mg / g bh) que son un 12% mayorcon respecto a la variedad PCH (10.99 mg / g bh).

La concentracin de compuestos fenlicos expresados en base seca obtenidos en lascscaras de camote morado se hallan entre 4.55% y 5.24%. Schmidt-Hebbel et al. (1969)reportaron valores de compuestos fenlicos en 8 variedades de manzanas, los cuales se halla-ban comprendidos entre 0.7 y 1.42% (bs). Yan et al. (1999) indican que las races de yacn

Cuadro 2. Contenido de fenlicos totales encontradas en tres variedades decamote morado

VDP HCP ATI

s.b h.b .s.b h.b s.b h.b

27.84 74.21 64.54 99.01 83.25 54.21

* Expresado en mg equivalente cido clorognico / g muestra



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lo mencionado podemos afirmar que las cscaras de camote morado presentan una elevadaactividad antioxidante frente al radical libre DPPH?.

Los resultados del anlisis estadstico indican que existieron diferencias significa-

tivas (a = 0.05), en la actividad antioxidante (bh) en las tres variedades de camote morado.La prueba de comparacin de Duncan indic que la AOA (bh) en la variedad PDV es igualque en la variedad ITA y ambos significativamente mayores que en la variedad PCH.

Finalmente, se busc la relacin entre el contenido de antocianinas y el contenido defenlicos totales frente a la capacidad antioxidante para las cscaras de las tres variedades decamote morado.

No se encontr una relacin entre el contenido de antocianinas y la AOA, por elcontrario, se encontr una buena correlacin lineal entre el contenido de compuestos fenlicosy la AOA, con un r2 = 0.998. Prior et al. (1998) analizaron diferentes cultivares de 4 especies

Vaccinium, y encontraron una correlacin ligeramente lineal entre el contenido de antocianinasy la AOA (r2 = 0.77) y una relacin mucho mayor entre el contenido de compuestos fenlicosy la AOA (r2 = 0.85).

La falta de relacin entre el contenido de ACNs y la AOA se puede deber al bajocociente encontrado en la relacin ACNs/FNs, los cocientes hallados para las variedades ITA,PCH y PVD fueron 0.081, 0.102 y 0.113 respectivamente. Prior et al. (1998) encontraronvalores comprendidos entre 0.228 y 0.608. Los cocientes hallados en el presente estudioindicaran que existe una menor cantidad de antocianinas en relacin al contenido de fenlicostotales, por lo que las antocianinas influiran en menor cantidad sobre la AOA, vindoseinfluenciada esta caracterstica principalmente por el contenido de fenlicos totales presentesen la cscara de las tres variedades de camote morado evaluadas.

3.2 Evaluacin de la estabilidad de los extractos colorantes

3.2.1 Influencia de la tempetatura en la estabilidad de los extractos

El efecto del tratamiento trmico (85C x 15 minutos) en el contenido de antocianinasde extractos concentrados de cscara de camote morado y del maz morado (MM) se pre-sentan en la Figura 3. En la que se puede observar dos fenmenos: Un aparente incrementoen la concentracin y la alta estabilidad en las ACNs de camote morado. En los extractos dePDV, PCH e ITA se observ un incremento de la intensidad del color hasta el minuto 2,

seguido de una estabilizacin hasta el minuto 15. Las tres variedades presentaron un incre-mento final, siendo para la variedad PDV y la variedad PCH de un 18% y la variedad ITA deun 26%; el MM tuvo una disminucin del 10% en el contenido de antocianinas.

La estabilidad trmica de las antocianinas vara con su estructura, pH, presencia deoxgeno e interacciones con otros componentes del sistema. Por ejemplo la metoxilacin,glicosidacin y acilacin confieren un efecto protector frente al deterioro trmico (Jackman ySmith, 1992).

Uno de los factores que explicara dicha estabilidad se debera primeramente a laacilacin o copigmentacin intramolecular de las antocianinas, demostrada por Bassa y Francis


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(1987) en camotes morados y ms an si estos pigmentos se encuentra diacilados, como esel caso de las antocianinas de camote morado reportada por Tereharaet al. (1999). La diacilacinincrementa an mas la estabilidad del pigmento respecto a la monoacilacin (Rodriguez-Saonaet al., 1998); las antocianinas diaciladas se estabilizan por un apilamiento tipo sandwich cau-sado por interacciones hidrofficas entre el residuo aromtico del grupo acilo y el ncleo pirilio

cargado positivamente (Goto, 1987 citado por Rodriguez-Saona et al., 1998). Esto previene laadicin de nuclefilos, especialmente el agua, a la posiciones C-2 y C-4 de la antocianina,disminuyendo la formacin de pseudobases que conllevaran a degradaciones en el pigmento(Brouillard, 1981; Goto y Kondo , 1991 citados por por Rodriguez-Saona et al., 1998).

El efecto del tratamiento trmico (a 85 C) en el contenido de fenlicos totales sepresenta en la Figura 4. Se observa que tanto PDV, PCH e ITA como MM, muestran comporta-mientos similares y una buena estabilidad. PDV tiene el mayor porcentaje de degradacin(5%) seguido de ITA (3%), MM (2%) y finalmente PCH (1%)

Martnez-Valverde et al. (2000) indican que el contenido de cido clorognico (principalcompuesto fenlico), es afectado por el tratamiento trmico, encontrndose en papas unadisminucin con respecto a una papa cruda del 43% por la coccin en microondas y 60% porla coccin en agua en ebullicin. Skrede et al.(2000) indican que otros procesos trmicoscomo la concentracin produjo una prdida del 4% de fenlicos en el jugo pasteurizado deblueberry. La degradacin de los cidos fenlicos en los extractos de camote morado posible-mente deriv a la formacin de otros cidos o compuestos fenlicos y un porcentaje pequeohacia otros compuestos, durante el tratamiento trmico (Rodriguez de Sotillo et al., 1994).Estos cambios no seran discriminados por la metodologa que utiliza el reactivo de Folin-ciocalteau para cuantificar fenlicos, excepto para algunos compuestos derivados que hayanperdido la capacidad reductora y que podran haberse formado en menor cantidad.

Figura 3. Efecto del tratamiento trmico de los extractos de camote morado en laestabilidad de las ACNs

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ITA

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Tiempo (minutos)

retencin(%)

PDVPCHITAMM

Figura 4. Efecto del tratamiento trmico de los extractos de camote morado en laestabilidad de las FNs

El efecto del tratamiento trmico en la actividad antioxidante de los 3 extractos decamote morado y el MM se presentan en la Figura 5. Se observa una tendencia similar en losextractos de PDV y MM, el primero sufre la mayor cada en la AOA de 19% mientras que parael MM fue de 14%.

Figura 5. Efecto del tratamiento trmico de los extractos de camote morado enla AOA

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Tiempo (minutos)

retencin(%

)

PDV

PCH

ITA

MM


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De las Figuras 4 y 5 se puede resaltar que dada la tendencia que siguen las curvaspara las variedades PDV, PCH e ITA la disminucin de la capacidad antioxidante podra estarvinculada directamente con la degradacin de los FNs, ms no as con el contenido de ACNs.

3.2.2. Evaluacin de la estabilidad de los extractos durante el almacenaje

El efecto del almacenaje en el contenido de antocianinas se presenta en la Figura6. Se puede observar, en las variedades de camote morado PCH, ITA y PDV un aparenteaumento del pigmento, mientras que para el MM se produjo degradacin. Las ACNs de lasvariedades PDV, PCH e ITA aumentaron aproximadamente hasta el da 15 de almacena-miento, luego mantuvieron una marcada estabilidad hasta el da 45, con un incrementorelativo del contenido de antocianinas de 26%, 16% y 37% respectivamente. El extracto deMM sufri una degradacin del 35% al da 45 de almacenamiento.

Figura 6. Efecto del almacenaje de los extractos de camote morado en la estabilidad de las ACNs

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PCH

ITA

MM

Durante el almacenamiento existen 4 factores a tomar en cuenta: La luz, oxgeno,temperatura y accin del agua. En el caso del camote morado estos factores no ejercieronningn tipo de efecto, debido a la gran estabilidad de sus ACNs la cual es atribuida a suestructura (copigmentacin intramolecular o acilacin) y a las interacciones con otros com-puestos (copigmentacin intermolecular con otros polifenoles). Sin embargo, en el casode MM la disminucin indica la susceptibilidad de sus pigmentos a la accin de estosfactores en conjunto (luz, temperatura, oxigeno y agua), debido posibiblemente a la simpleestructura que presentan sus antocianinas (Jackman y Smith, 1992) y por la pequeaconcentracin de fenlicos en sus extractos en comparacin con los obtenidos en camotemorado.



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El efecto del almacenaje en condiciones ambientales en la estabilidad de los FNsse presenta en la Figura 7. Al da 45 el contenido de FNs para las variedades PCH, PDV eITA present una disminucin del 20%, 18% y 13% respectivamente; para el MM hubo unadisminucin del 9%. Los FNs del maz morado se presentan ms estables a estas condi-ciones que los obtenidos del camote morado.

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Tiempo (das)

retencin(%)

PDVPCHITAMM

Figura 7. Efecto del almacenaje de los extractos de camote moradoen la estabilidad de FNs

Uno de los factores principales de la degradacin de FNs quiz fue la incidencia dela luz sobre las muestras. Rodrguez de Sotillo et al. (1994) estudiaron la estabilidad deextractos de papa a 4C y 37C en la oscuridad y a 25C expuestos a la luz durante 7 das.Ellos no encontraron mayores cambios en los extractos dejados en la oscuridad, mientrasque los expuestos a la luz presentaron una degradacin total de su principal componentefenlico, el cido clorognico, el cual aparentemente contribuy a un aumento en la con-centracin del cido cafico.

El oxgeno tambin pudo ser otro factor de degradacin, interviniendo en la auto-oxidacin de las compuestos fenlicos. Talcott y Howard (1999) indican que una dismi-nucin en el contenido de fenlicos solubles se debe a un incremento en el oxgenoincorporado en las muestras.

El efecto del almacenaje sobre la AOA se presenta en la Figura 8. Se observaun rpido decrecimiento en la AOA en el da 5 para los 4 extractos, disminuyendo en20% PDV y 22% para PCH e ITA, mientras que en MM solo disminuy en un 16%. Las4 curvas presentan una tendencia muy similar. Al da 45 de almacenamiento PDV, PCHsufrieron una disminucin de 22% e ITA del 23%, mientras que en MM la disminucinfue del 29%.


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Figura 8. Efecto del almacenaje de los extractos de camote morado sobre la AOA

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Tiempo (dias)

retencin(%

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PCH

ITA

MM

Durante el almacenaje se registr una disminucin de FNs en el medio posible-mente por la autooxidacin (Figura 7), el oxgeno presente en el espacio de cabeza seriaresponsable de esto cambios. Los fenlicos se oxidarn conforme acten comoantioxidantes, de esta forma, si el fenlico se ha oxidado, pierde su capacidad antioxidante(Cevallos-Casals, 2002). La fotodegradacin de los fenlicos pudo haber intervenido tam-bin en la disminucin de la capacidad antioxidante, debido a que durante la exposicin a

la luz se pudieron haber formado compuestos intermedios que podran haber ocasionado ladisminucin parcial de la AOA. Ninguna de las pruebas de estabilidad evidenci un com-portamiento de primer orden.

IV. CONCLUSIONES

! La mayor concentracin de ACNs se encontr en la variedad PDV (1.37 mg Eq. Cy-3glu / g m bh) seguida de la variedad PCH (1.10 mg Eq. Cy-3 glu / g m bh ) y finalmentela variedad ITA (1.10 mg Eq. Cy-3 glu / g m bh).

! La mayor concentracin de FNs se encontro en la variedad PDV (12.47 mg Eq.

Ac.Clorog. / g m bh) e ITA (12.45 mg Eq. Ac.Clorog. / g m bh) seguida de la variedadPCH (10.99 mg Eq. Ac.Clorog. / g m bh).

! La mayor AOA se encontr en la variedad PDV ( 7825.46 g Eq. Trolox / g m bh ) luegoen ITA (7790.90 g Eq. Trolox / g m bh) y finalmente en la variedad PCH (7139.87 gEq. Trolox / g m bh ). Comparados con la fresa (3039.31 g Eq. Trolox / g m bh) losvalores obtenidos en camote morado tienen una elevada AOA.

! Se encontr una alta correlacin entre FNs y AOA (r2= 0.998) en las tres variedades decamote morado, que indica una gran influencia de el contenido FNs en la AOA. No seencontr relacin entre ACNs y AOA.



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! Durante el tratamiento trmico, el contenido de ACNs en PDV, PCH e ITA se incre-ment (16,18 y 26% respectivamente), mostrando una mayor estabilidad, mien-tras que en el caso del MM se observ degradacin (10%); el contenido de FNs sufriuna ligera degradacin tanto para PDV, PCH, ITA (5, 1 y 3% respectivamente) y MM(2%); la AOA experiment una disminucin similar para PCH e ITA (8%) y aun mayorcada para MM (14%) y PDV(19%).

! Durante el almacenamiento, el contenido de ACNs de las variedades PDV, PCH e ITAse increment (26, 16 y 37% respectivamente), mostrando una mayor estabilidad,mientras que en el caso del MM se observ una degradacin (35%); el contenido deFNs en MM sufri una menor degradacin (9%) que el de PDV, PCH e ITA (20, 18 y13% respectivamente); la AOA experiment una disminucin en PDV(22%), PCH (22%)e ITA (23%) y mayor aun para MM (29%).

V. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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25. YAN, X., SUSUKI, M., OHNISHI-KAMEYAMA, M., SADA, Y., NAKANISHI, T. y NAGATA,

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26. YOSHIMOTO, M., OKUNO, S. , KUMAGAI, T., YOSHINAGA, M. y YAMAKAWA, O.1999. Ditribution of Antimutagenic Components in Colored Sweet Potato. Agricultural Research Quartely. Japn. Vol.33 (3): http://ss.jircas.affrc.go.jp/engpage/jarq/33-3/contents.htm.


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UTILIZACIN DEL METODO DE DISEO DE MEZCLAS EN LA FORMULACIONDE SALCHICHAS TIPO FRANKFURTER CON INCLUSIN

DE GOMA DE TARA (Caesalpinia spinosa)

Carlos Elas Peafiel1

Bettit Salv Ruiz2

RESUMEN

El presente trabajo de investigacin consisti en aplicar el Mtodo de Diseo de Mez-clas para determinar el mximo porcentaje de inclusin de goma de tara en la formulacin desalchichas tipo frankfurter, en funcin a las restricciones establecidas: CRA/Humedad y aguaaadida. Se parti de una formulacin base de salchicha tipo frankfurter y se estudi el efectode la incorporacin de goma de tara en reemplazo de la carne, lo que permiti adicionalmentemayor incorporacin de agua (hielo) y por lo tanto, la disminucin de costos. La mezcla de los

tres componentes principales: carne (A), hielo (B) y goma de tara (C) fueron graficadas en untringulo equiltero en el que cada punto represent una mezcla.

Se establecieron isolneas de restriccin considerando formulaciones balanceadas enlo que respecta a la Capacidad de Retencin de Agua (CRA) de los componentes en equilibriocon la humedad del producto; tambin, se consider los requisitos de composicin de laprotena crnica recomendados por el organismo regulador en el Per: INDECOPI; as mismo,se consider el Porcentaje de Agua Aadida, el cual se calcul tomando en consideracin elporcentaje de humedad y el porcentaje de protena. La formulacin con 0,28% de goma de tarafue determinada considerando dos restricciones que a su vez implican dos isolneas: CRA/

Humedad =1 (Kerchove, 1996), cuya ecuacin corresponde a:B= -0,96 A + 0,97 e isolnea de agua aadida de 20% (Uram et al., 1984), cuya ecuacincorresponde a B = 0,25 A + 0,30. La interseccin de las mencionadas isolneas correspondia un porcentaje protena crnica (P), cuya ecuacin es P = 12,61 A.

1 Magister Scientae en Tecnologa de Alimentos. Ingeniero en Industrias Alimentarias. ProfesorPrincipal del Departamento de Tecnologa de Alimentos y Productos Agropecuarios

2 Magister Scientae en Tecnologa de Alimentos. Ingeniera en Industrias Alimentarias. Profeso-ra Auxiliar del Departamento de Tecnologa de Alimentos y Productos Agropecuarios


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La inclusin de 0,28% de goma de tara en salchichas tipo frankfurter permiti disminuirel porcentaje de carne en 15,18% e incrementar el porcentaje de agua en 27,93%, obtenindoseun ahorro de 600 nuevos soles (171,43 dlares americanos) por tonelada mtrica del producto.

SUMMARY

The present work of research consisted of applying the Method of Design of Mixtures todetermine the maximum percentage of incorporation of tara gum in the formulation of sausagestype frankfurter. Beginning with a base formulation of sausages type frankfurter and the effect ofthe incorporation of tara gum in replacement of the meat was studied, which allowed, addition-ally, major incorporation of water (ice) and; therefore, decrease the costs. The mixture of threecomponents: meat (A), ice and tara gum were graphicated in an equilateral triangle in whichevery point represented a mixture.

They were established isolineas of restriction considering balanced formulations re-garding to the Capacity of Water Retention (CWR) of the components, in balance with theproduct moisture; also, it considered the requirements of composition of the meat protein rec-ommended by the regulatory organization in Peru: INDECOPI; likewise, it was considered thePercentage of Added Water, which was calculated to taking in consideration the moisturepercentage and protein percentage. The formulation with 0,28% tara gum was determined con-sidering two restrictions that in turn imply two isolneas: CRA/Humedad =1 (Kerchove, 1996),which equation corresponds to: B = -0,96 A + 0,97 and isolnea of water added of 20 % (Uramet to., 1984),which equation corresponds to B = 0,25 A + 0,30. The intersection of the men-tioned isolneas corresponded to a percentage of meat protein (P), which equation is P =

12,61A.

The incorporation of 0,28 % of tara gum in sausages type frankfurter allowed to dimin-ish the percentage of meat in 15,18 % and to increase the percentage of water in 27,93 %,there being obtained a saving of 600 nuevos soles (171,43 American dollars) by metric ton ofthe product.

I. INTRODUCCION

Los hidrocoloides o gomas vegetales son conocidos como estabilizadores no proteicos

y tienen una gran importancia prctica. El uso de estos productos se ha ido incrementando enforma sustancial en los ltimos aos. Se hallan presentes en la mayora de los alimentosdietticos y sus propiedades gelificantes y espesantes los hacen muy adecuados para lafabricacin de productos crnicos (Peralta, 1998).

Las gomas vegetales ms utilizadas en emulsiones crnicas son: la goma de algarro-bo (carubina) en combinaciones con goma de guar (Amo, 1980), la goma xantana (Wallingfordy Labuza, 1983), la kappa y la iota carragenina (Foegeding y Ramsey, 1986), entre otros.

Sin embargo, la goma de tara puede reemplazar en forma total o parcial a otroshidrocoloides obtenindose una excelente relacin costo-beneficio y otorga las siguientes pro-


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piedades: espesante, gelificante, estabilizante, termoestable (resiste congelamiento/descongelamiento), estable a pH mayor a 3,5, agente de retencin de agua, soluble en fro, nomodifica sabores, da excelente palatabilidad, previene la cristalizacin y la sinresis y no sufrealteracin por accin de electrolitos. La goma de tara es un producto orgnico aprobado por launin europea y MERCOSUR, como aditivo alimenticio (E417) (INDUNOR, 2003).

La goma de tara se deriva del endospermo molido de la planta de tara (Caesalpiniaspinosa), de la familia de las Caesalpinaceaeleguminosas. La planta es cultivada co-mercialmente en el Per para el consumo humano y animal. Esta goma posee las ca-ractersticas propias de las gomas vegetales actuando como espesante, aglomerante,estabilizador, coloide y capa protectora. Posee la ventaja de ser incolora, inspida, muyestable y altamente resistente a la descomposicin. La caracterstica de la goma de taracomo fijadora de agua la hace ideal como agente de hidratacin rpida en la formacin desoluciones coloidales viscosas y es usada en procesos de tiempo corto donde las condi-

ciones requieren 80C durante 20 a 30 segundos. En la industria crnica puede seraplicada en la elaboracin de productos crnicos y comida animal enlatada (ALNICOLSA,2003).

Se puede alcanzar un rendimiento hasta 34% de goma a partir de la semilla de tara porel Mtodo Directo, con el cual se obtiene una goma con 5,03% de humedad, 5,85% de ceni-zas, 1,15% de fibra, 0,49% de grasa y 6,76% de protena (RNDF, 1996). Asimismo ArgosExport S.A (2003), seala que la goma de tara es un polisacrido de alto peso molecularformado por unidades de galactosa y manosa unidas a travs de enlaces glicosdicos llama-dos galactomananos y que mediante un proceso de extraccin fsico mecnico y posteriorpurificacin se obtiene goma de tara con niveles mximos de 13% de humedad, 1,5% de

ceniza, 4% de fibra cruda, 1,5% de grasa y 3,5% de protena.

En el estudio de formulaciones para la elaboracin de salchichas frankfurter sepuede investigar la incorporacin de goma de tara, como reemplazo de la carne, lo quepermitira una mayor adicin de agua y por tanto disminuir costos; sin embargo, las propor-ciones relativas de los componentes influencian la calidad o desempeo del producto.Esta mezcla de componentes puede ser representada en un tringulo equiltero en el quecada punto representa una mezcla, mostrando as un amplio universo de posibilidades elcual puede ser reducido aplicando restricciones como las mencionadas anteriormente.Esto se puede lograr aplicando el Mtodo de Diseo de Mezclas (Montgomery, 1991),donde se imponen restricciones, que permiten disminuir el universo de formulaciones azonas restringidas.

El presente trabajo de investigacin tuvo como objetivos:

- Aplicar el mtodo de diseo de mezclas para encontrar niveles adecuados deinclusin de goma de tara en salchichas tipo frankfurter.

- Incluir goma de tara en salchichas tipo frankfurter para disminuir porcentajes decarne e incrementar niveles de agua, sin afectar las caractersticas sensoriales

del producto y disminuir costos.

UTILIZACIN DEL METODO DE DISEO DE MEZCLAS EN LA FORMULACION DE SALCHICHAS TIPOFRANKFURTER CON INCLUSIN DE GOMA DE TARA (Caesalpinia spinosa)


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II. MATERIALES Y METODOS

2.1 Materia prima y aditivos

En el estudio se utiliz pierna de cerdo, recortes de res, grasa dorsal de cerdo, tripasnaturales de ovino, tripolifosfato de sodio (Nutrifos 088-Monsanto Company) de grado tcnico,sales de cura con 10,01% de nitrito de sodio, sal comn, azcar, pimienta, cebolla en polvo,nuez moscada, humo lquido, colorante de achiote y carmn, extracto de carragenina Kappa(Carragel BRK), goma de tara (TAGUM 01), leche en polvo, concentrado funcional de soya(Promine HV), eritorbato de sodio, chuo.

2.2 Materiales y equipos

Se utiliz un moledor de carne (cribas de 5 mm de dimetro) Talsa , modelo P114-U5; cutter Hobart , de 2 L de capacidad; embutidora mecnica de acero inoxidable; balanza

analtica OAUHUS, modelo AP21OS; material de vidrio; cocina a gas; refrigeradora congeladoraGoldstar .

2.3 Metodologa experimental

Para la elaboracin de salchichas tipo frankfurter se utiliz como referencia, la formu-lacin reportada por Mateo (2002), que se muestra en el Cuadro 1.

Insumos Cantidad (g)

Carne de cerdo 32,31Carne de vacuno 10,77

Hielo * 22,94

Grasa 25,00

Tripolifosfato de sodio 0,23

Azcar 0,20

Pimienta negra 0,06

Nuez moscada 0,06

Cebolla en polvo 0,36

Sal 1,90

Sal de cura 0,20

Leche en polvo 3,00

Concentrado funcional de soya-HV 2,00

Eritorbato de sodio 0,05

Almidn de papa (chuo) 0,92

TOTAL 100,00

CUADRO 1: Formulacin de Salchichas tipo Frankfurter

* Se puede adicionar 0,05g de colorante de carmn y achiote (1:1) y 0,1g de humo lquido


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2.4 Mtodo de Diseo de Mezclas

El presente trabajo consisti en estudiar la influencia de la sustitucin de carne porgoma de tara y agua, aplicando el Mtodo de Diseo de Mezclas. Este mtodo discrimina los

componentes entre principales y secundarios. Se eligi como componentes principales lacarne de cerdo y vacuno (A), el hielo (B) y la goma de tara (C), haciendo que cualquier puntosobre el tringulo equiltero que representa una mezcla sea igual a 100%. Se mantuvo cons-tante los componentes secundarios.

2.4.1 Determinacin de las isolneas de restriccin

Se aplicaron las siguientes restricciones:

Relacin de (CRA/Humedad) = 1 (Kerchove, 1996). 20% de agua aadida, como mximo, segn lo recomendado por Uram et al. (1984).

Contenido de Protena Crnica, considerando los porcentajes mnimos establecidos en laclasificacin reportada por INDECOPI (1999).

2.4.1.1 Isolnea de Restriccin (CRA / Humedad) =1

Para determinar la CRA de la frmula, se consider la CRA establecida para cadagramo de los ingredientes: 4,5 g de agua para la protena de carne refrigerada; 4 g de agua parala protena de carne congelada, 5g de agua para el concentrado funcional de soya; 4 g de aguapara almidn de papa, 4 g de agua para la protena de leche en polvo y 25 g de agua para lagoma de tara y la carragenina.

Para determinar la relacin CRA/Humedad igual a 1, se calcul primeramente la ecua-cin que permite determinar la CRA de los componentes principales y posteriormente la ecua-cin que permite calcular su contenido de humedad. Se igual la Capacidad de Retencin deagua de la frmula y la Humedad del producto en funcin de sus componentes principales A, By C y se transform dicha ecuacin a un sistema cartesiano XY, para ser graficado en unacomputadora.

a. Clculo de la Ecuacin de CRA

Para determinar la ecuacin de CRA se tom como base el mtodo reportado porTorres et al. (1994). Se consider que la CRA es producto de la suma del aporte de CRA decada componente principal:

CRAcp

= MAX1(CRA)

1+ MB

(CRA)

2+ MC

(CRA)

3.. (1)

Donde:CRA

cp= Capacidad de retencin de agua de los componentes principales

M = Masa de los componentes principales, en gramosA, B y C = Componentes de las proporciones de carne, hielo y goma de taraX

1= Porcentaje de protenas de la mezcla crnica (promedio ponderado),

sobre 100CRA

1, CRA

2y CRA

3= Capacidad de retencin de agua de la protena de la carne, hielo y

goma de tara, respectivamente


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43

b. Clculo de la Ecuacin de Humedad

Para determinar la ecuacin de Humedad se tom como base el mtodo reportado porTorres et al. (1994). Se consider que la Humedad es producto de la suma del aporte de aguade cada componente principal:

Hcp

= MAY1

+ MBY2

+ MCY3

.. (2)

Donde:

Hcp

= Humedad de los componentes principalesM = Masa de materias primas principales, en gramosA, B y C = Componentes de las proporciones de carne, hielo y gomaY

1, Y

2,Y

3= Porcentaje de humedad sobre 100

2.4.1.2 Isolnea de restriccin Proteica

Para determinar la Isolnea de restriccin proteica se tom como base el mtodoreportado por Torres et al. (1994). Se consider que la cantidad de protenas crnicas de lasmaterias primas principales es producto de la suma del aporte proteico de cada componenteprincipal:

P = MAP1

+ MBP2

+ MCP3

.. (3)Donde:

P = Protena CrnicaM = Masa de materias primas principales, en gramosA, B y C = Componentes de las proporciones de carne, hielo y gomaP

1, P

2y P

3= Porcentaje de protena crnica sobre cien

Adicionalmente se consider el contenido mnimo de protena crnica segn la Clasi-ficacin establecida por INDECOPI (1999): Econmica (4%), Extra (6%), Fina (8%) y Extrafina(10%).

2.4.1.3 Isolnea de restriccin de agua aadida

El Agua aadida se defini con la ecuacin (4), reportada por Park et al. (1990):

% Agua aadida = (HT 4PT) / (1-0,01HT+0,04)............(4)

Donde:

HT = Humedad del producto finalPT = Protena Total

Se consider como mximo aceptable un 20% de agua aadida, segn lo recomenda-do por Uram et al. (1984).



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2.4.2 Graficacin de las isolneas de restriccin

Con la finalidad de que las isolneas sean graficadas por la computadora se transformel sistema trilineal al sistema cartesiano, las funciones dependientes de los componentes A, By C fueron transformadas a funciones dependientes de X,Y. Para tal efecto se utilizaron lasecuaciones de transformacin reportadas por Elas (2002):

Y = A ................. (5)Y = - 2 C + v3 X ................. (6)Y = 2 (1-B) - v3 X ................. (7)

2.4.3 Determinacin de la Lnea de Formulacin Factible

Con la finalidad de determinar la lnea de formulacin factible se interceptaron las

isolneas de (CRA/Humedad) = 1 y la isolnea de agua aadida de 20%, lo que defini elmximo porcentaje de goma de tara a utilizar. El mnimo porcentaje de goma de tara a utilizarfue de 0%, correspondiente a la formulacin estndar. El mnimo y mximo nivel de goma detara a utilizar estuvieron sobre la isolnea de (CRA/Humedad) = 1, y estos puntos fueron inter-ceptados por isolneas de restriccin proteica. Una tercera formulacin fue hallada con unporcentaje medio de protenas.

2.5 Anlisis sensorial

Se evaluaron las formulaciones que cumplan las restricciones anteriormente mencio-nadas:

F1 = 0 % de goma de taraF2 = Porcentaje medio de goma de taraF3 = Mximo porcentaje de goma de taraF4 = Mezcla de goma de tara y carragenina (50:50), en el mismo porcentaje de F3

Se desarroll la prueba sensorial con 50 panelistas (Anzalda-Morales, 1994), quie-nes evaluaron las cuatro formulaciones. Se realiz un anlisis afectivo de medida del grado desatisfaccin con escala hednica (ASTM, 1972; citado por Urea et al., 1999), dndole el valorde 1 al tratamiento de menor aceptabilidad (Disgusta mucho) y el valor de 7 al de mayoraceptabilidad (Gusta mucho).

2.6 Diseo ExperimentalLos resultados de la evaluacin sensorial fueron evaluadas mediante un Diseo Expe-

rimental Completo al Azar (D.C.A), para concluir si existen diferencias significativas entre lasformulaciones, a un nivel de significancia de 5% (p


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45

das anteriormente se calcul el costo total de las formulaciones, las que fueron graficadas enfuncin de los diferentes porcentajes de goma (goma de tara y carragenina) utilizados en lasformulaciones.

III. RESULTADOS Y DISCUSION

3.1 Determinacin de las Isolneas de Restriccin

Para determinar las isolneas de restriccin se consider los porcentajes de humedady protena del anlisis proximal de los insumos utilizados en la elaboracin de salchichasfrankfurter que se muestran en el Cuadro 2, en el que se puede apreciar que los insumos queaportan ms humedad son el hielo, la carne de vacuno y de cerdo; mientras que el mayoraporte de protenas est dado por el concentrado funcional de soya y la leche en polvo.

CUADRO 2: Porcentajes de Humedad y Protena de los insumos utilizadosen la elaboracin de salchichas frankfurter

Insumos Humedad Protena

Carne de cerdo 72,00 18,80

Carne de vacuno 74,00 20,00

Hielo 100,00 0,00

Grasa 17,20 0,84

Chuo 10,00 0,00

Goma de tara 10,00 3,00

Carragenina 10,00 0,00

Leche en polvo 3,90 27,00

Concentrado funcional de soya (Promine HV*) 5,00 70,00

Aditivos y especias 10,00 0,00

* HV: High viscocity

3.1.1 Determinacin de la Isolnea (CRA/Humedad) =1

a. Clculo de la Ecuacin de CRA

En el Cuadro 3 se muestran los clculos realizados para hallar la ecuacin de CRA delos componentes principales, donde se puede apreciar que para el caso del aporte de CRA dela carne se toma en cuenta su contenido de protenas (M*X

1*CRA), mientras que para el caso

de ingredientes no crnicos, como la goma de tara, se considera la CRA de la masa total porla capacidad de retencin de agua de cada gramo (M*CRA). Con estos clculos se hall laecuacin:

56,74 A + 1650,50 C = CRAcp

................... (8)



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Cuadro 3: Capacidad de Retencin de Agua (CRA) de componentes principales

Proporcin de Protena Aportes de CRA

Peso (g) Componentes

Crnica

(%/100)

CRAp

or CRAcp

Componente

Principales A, B, C (X1)* g

Carne 43,08 0,65 0,19 4,5 56,74 A

Hielo 22,94 0,35 0,00 0,00 B

Goma de tara 0,00 0,00 0,00 25 1650,50 C

TOTAL M = 66,02 1,00

* Considerando el promedio ponderado del porcentaje de protenas de carne de cerdo y res

b. Clculo de la Ecuacin de Humedad

En el Cuadro 4, se puede apreciar que el hielo y la carne aportan cantidades significativas deagua a las salchichas, as mismo se detalla los clculos realizados para hallar la ecuacin dehumedad de los componentes principales, con los cuales se hall la ecuacin:

47,86 A + 66,02 B + 6,60 C = Hcp

................... (9)

Adicionalmente se considera que hasta un 10% de Agua se pierde en la coccin(Kerchove, 1996), por lo que la ecuacin de humedad ser:

43,08 A + 59,42 B + 5,94 C = Humedad...........(10)

Para que exista un equilibrio en las formulaciones se debe cumplir que la resta entre laCRA de la frmula y la Humedad del producto sea cero, es decir:

CRA(frmula)

Humedad(producto)

= 0 ................. (11)

La ecuacin (11), considera el aporte de los componentes secundarios, por lo que seexpres en funcin de sus componentes principales como:

Cuadro 4: Aporte de Humedad de los componentes principales

Proporcin de Porcentaje M * X1*Peso (g) m.p.principales de agua entre *Componente Componente

A,B,C 100 (X)

Carne 43,08 0,65 0,73 47,86 A

Hielo 22,94 0,35 1,00 66,02 B

Goma de tara 0,00 0,00 0,10 6,60 C

M = 66,02 1,00


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47

(CRAcp

+ 15,76) - (Hcp

+ 4,92) = 0 ............ (12)

Reemplazando la ecuacin (8) y la ecuacin (10), en la ecuacin (12) y considerando

que A+B+C = 1, se obtuvo la ecuacin (13), que es la isolnea de restriccin para formulacionesbalanceadas:

B = -0,96 A + 0,97 .................. (13)

Con las ecuaciones (5) y (6), se transform la isolnea de restriccin de CRA = Hume-dad en funcin de X e Y.

Y = 1,89 X 0,06 ................. (14)

En la Figura 2, se muestra la grfica de la ecuacin (14) en un tringulo equiltero,la cual indica que todos los puntos de la recta, representan combinaciones de carne, hieloy goma, que cumplen con el equilibrio CRA = Humedad.

Figura 2: Isolnea de Restriccin CRA=Humedad en el Tringulo de Mezclasde Carne, Hielo y Goma de Tara

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

CRA = HCARNE

GOMAHIELO

Figura 2: Isolnea de Restricin CRA=Humedad en el Tringulode Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara



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Cuadro 5: Aporte de Protena Crnica de los componentes principales

Proporcin de Protena M * X1* Componente

Peso (g) Com ponentes Crnica M * X1 Componente

Principales (X1)Carne de cerdo 43,08 0,65 0,19 12,61 A

Hielo 22,94 0,35 0,00 0,00 B

Goma de Tara 0,00 0,00 0,00 0,00 C

TOTAL M = 66,02 1,00 P =12,61 A

3.1.2 Isolnea de restriccin de protena crnica

En el Cuadro 5 se muestra los aportes de protena crnica de los componentes princi-pales, con los cuales se hall la ecuacin:

12,61 A = P................... (15)

La ecuacin (15) permiti hallar el porcentaje de protena crnica de las diferentesformulaciones, para verificar el cumplimiento de las normas establecidas por INDECOPI (1999).

Considerando la ecuacin de transformacin (5), la ecuacin (15) se expres en fun-cin de Y, para poder ser graficada como una lnea recta con pendiente cero en el tringuloequiltero, cuando se dan valores a P:

Y = P / 12,61 ................... (16)

3.2 Isolnea de restriccin de agua aadida

La ecuacin (4) puede ser expresada de la siguiente forma:

1,2HT 4,8 PT = 20 ............... (17)

El porcentaje de agua aadida igual a 20, considera el aporte de los componentessecundarios, por lo que se expres la ecuacin (17) en funcin de los componentes principales:

1,2 (Hcp

+ 4,92) - 4,8 (P + 2,42 ) = 20..(18)

Reemplazando la ecuacin (10) y (13) en la ecuacin (18) se obtuvo la isolnea derestriccin de agua aadida:

-8,83 A + 71,30 B + 7,13C = 26,31 .................(19)

Considerando adicionalmente que A+B+C = 1, se obtuvo la ecuacin (20), que es laisolnea de restriccin de agua aadida en funcin de A y B:

B = 0,25 A + 0,30 ........................ (20)


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49

Con las ecuaciones (5) y (6), se transform la isolnea de restriccin de agua aadidaen funcin de X e Y.

Y = -1,16 X + 0,94 ................. (21)

En la Figura 3, se muestra la grfica de la funcin (21) en un tringulo equiltero,la cual limita las formulaciones que son aceptables sensorialmente, a la regin superiordel tringulo, que representan formulaciones con porcentajes de agua aadida menoresde 20%.

3.4 Determinacin de la Lnea de Formulacin Factible

La interseccin de la ecuacin (13) de formulaciones balanceadas y la ecuacin (20)de agua aadida, dio un punto con los siguientes valores:

A = 0,568

B = 0,438

C = 0,004

Figura 3: Isolnea de Restriccin de Agua Aadida en el Tringulo deMezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20

CARNE

GOMAHIELO

20% Agua aadida

Figura 3: Isolnea de Restriccin de Agua Aadida en el Tringulode Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara



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Dicho punto se reemplaz en la ecuacin de restriccin proteica (15), con lo quese defini la formulacin con un mnimo nivel de protena crnica de 7,04%. El mximonivel de protena crnica igual a 8,30%, se obtuvo interceptando la ecuacin deformulaciones balanceadas (13) y la ecuacin: A+B=1, considerando un 0% de goma detara (C=0).

En la Figura 4 se muestra la Lnea de formulacin factible que permite obtenermezclas de carne, hielo y goma de tara, con CRA= Humedad y un 20% de agua aadidacomo mximo, las que permiten obtener un rango de protena crnica entre 7,04 y 8,30%,lo que corresponde a salchichas de Calidad Extra y Calidad Fina, respectivamente, segnlo establecido por INDECOPI (1999).

En el Cuadro 6 se muestra los porcentajes de componentes principales correspon-dientes a tres formulaciones que se encuentran dentro de la lnea de formulacin factible.Asimismo en la Figura 5, se observa los niveles de hielo y carne, de estas 3 formulacionescon diferentes porcentajes de goma de tara, donde se puede apreciar que incrementandola inclusin de goma de tara de 0 a 0,28%, disminuye el porcentaje de carne en 15,18% yse incrementa el porcentaje de agua en 27,93%.

Figura 4: Tringulo de Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

CRA = H

20% Agua aadida

P =8,30%

P=7,04%

CARNE

GOMAHIELO

Figura 4: Tringulo de Mezclas de Carne, Hielo y Goma de Tara


51/162

51

Figura 5: Porcentajes de Carne y Agua (Hielo) con diferentesporcentajes de goma de tara (GT)

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0%GT 0.14% GT 0.28%GT

% de goma

Porcentaje(%)

Carne (Total) Hielo

Figura 5: Porcentajes de Carne y Agua (Hielo) con diferentesporcentajes de goma de tara (GT)

3.5 Anlisis Sensorial

Para el anlisis sensorial se elaboraron las cuatro formulaciones que se detallan en elCuadro 7.

Cuadro 6: Componentes y Porcentajes de Carne, Hielo y Gomade Tara en la Formulacin de Salchichas Frankfurter

Protena (%) A B C Carne (Total) Hielo Goma8,30 0,6579 0,3421 0 43,43 22,59 0

7,67 0,6080 0,3899 0,0021 40,14 25,74 0,14

7,04 0,5580 0,4377 0,0043 36,84 28,90 0,28



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Cuadro 7: Formulaciones (F) elaboradas para el anlisis sensorial

El Cuadro 8 resume los resultados de la evaluacin sensorial realizada a las cuatroformulaciones, con diferentes porcentajes de goma de tara y carragenina. Se establecimediante la Prueba no paramtrica de Friedman, a un nivel de significancia del 5%, que noexisten diferencias significativas en cuanto al nivel de aceptabilidad para las cuatroformulaciones.

1F 2F 3F 4F

odrecedenraC 65,23 01,03 36,72 36,72

onucavedenraC 68,01 30,01 02,9 02,9

oleiH 95,22 47,52 09,82 09,82

asarG 00,52 00,52 00,52 00,52

sotafsofiloP 32,0 32,0 32,0 32,0

raczA 02,0 02,0 02,0 02,0

argenatneimiP 60,0 60,0 60,0 60,0

adacsomzeuN 60,0 60,0 60,0 60,0

ovlopneallobeC 73,0 73,0 73,0 73,0

)C(aninegarraC 0 0 0 41,0

)TG(aratedamoG 0 41,0 82,0 41,0

laS 09,1 09,1 09,1 09,1

arucedlaS 02,0 02,0 02,0 02,0

ovlopneehceL 00,3 00,3 00,3 00,3

VHodartnecnoC 00,2 00,2 00,2 00,2

otabrotirE 50,0 50,0 50,0 50,0

ouhC 29,0 29,0 29,0 29,0

LATOT 00,001 00,001 00,001 00,001


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53

Las formulaciones de salchichas frankfurter con 0% y 0,28% de goma de tara, queno mostraron diferencias significativas en cuanto a aceptabilidad general, corresponden a

porcentajes de agua aadida de 12,27% y 20%, respectivamente, como se puede apreciaren la Figura 6. Al respecto, Uram et al. (1984), tambin encontraron que la ternura y jugosi-dad de salchichas de cerdo ahumadas eran aceptables sensorialmente hasta con 20% deagua aadida.

Figura 6: Isolneas de Agua aadida de 12,27% y 20%

-0,20

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40

CRA = HCARNE

GOMAHIELO

20%

12,27%

3.6 Determinacin de Costo mnimo

En el Cuadro 9, se muestran los costos de los componentes secundarios, los cualesse mantendrn constantes para las comparaciones entre las formulaciones evaluadas.

Cuadro 8. Puntaje Promedio de Cuatro Formulaciones de Frankfurtercon distintos porcentajes de Goma de Tara y Carragenina

araTamoG% aninegarraC% ejatnuP

1F 0 0 03,5

2F 41,0 0 40,5

3F 82,0 0 01,5

4F

ANEXO Nº7.inmovilizacion de celulas

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