UNIVERSIDAD NACIONAL SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA

FACULTAD DE INGINIERIA QUIMICA Y METALURGIA-DEPARTAMENTO ACADEMICO DE INGENIERIA QUIMICA Y METALURGIA

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

PRÁCTICA Nº 3

“OPERACIONES EN LA PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA”

DOCENTE:

DIA Y HORA DE PRÁCTICA:

ESTUDIANTE.

AYACUCHO-PERÚ

2014

ING. AGUSTIN PORTUGUEZ MAURTUA

MARTES 3.00 P. m. – 5.00 P.m.

1 CANCHO PALOMINO, Soleda´

Fecha de realización 25 de agosto de 2014Fecha de entrega 01 de setiembre de 2014

OPERACIONES EN LA PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA

I. OBJETIVOS

I.1. Hacer conocer al alumno las operaciones y tratamientos que deben llevarse acabo con la materia prima antes de su procesamiento.

I.2. Permitir al estudiante diferencias estas operaciones en función de la clase de materia prima a procesar.

I.3. Enseñar a los estudiantes la importancia que tiene estas operaciones en el procesamiento de alimentos.

II. FUNDAMENTO TEORICO

La calidad de una fruta depende del estado de madurez en la que fue recolectada, la calidad no se mejora, pero si se conserva.

Cuando la fruta se separa de la planta, continúan:

La respiración de los tejidos. Las reacciones enzimáticas. Síntesis de pigmentos

Las frutas cosechadas inmaduras resultan de mala calidad y maduran en forma irregular, mientras que las frutas que no han sido cosechadas cuando han alcanzado su madurez, presentan los siguientes problemas:

Susceptibilidad a la podredumbre Atractivas a las aves e insectos Caen fácilmente del árbol. Pérdidas económicas.

Un buen índice de madurez debe ser:

Sensible (capaz de poner de manifiesto diferencias pequeñas) Práctico Rapido Universal (que los reportes sean comparables en diferentes

lugares).

Es por ello que es recomendable: analizar el estado de madurez en función a dos o tres métodos a la vez.

A. Métodos visuales

Se observa el tamaño, color y aspecto Se ejecuta en plantaciones pequeñas

No son precisos Son subjetivos.

1. Coloración de la piel

Comparar color del fruto con la tabla colorimétrica estándar de colores típicos de la variedad.

Empleo de colorímetros. Simples observaciones.

2. Color de la pulpa

Si al cortar el fruto, no aparecen manchas oscuras, el fruto está maduro (manzanas, membrillo).

3. Ennegrecimiento de la semilla

Si las semillas son de color blanquecino, indican que el fruto está verde, éstas se tornan oscuras a medida que la fruta madura.

Para algunas variedades de manzana, peras, chirimoya, lúcuma.

B. Métodos físicos

1. Desprendimiento del fruto

Se basa en que la formación de una zona corchosa en el punto de inserción del pedúnculo.

Para uvas, chirimoya.

2. Penetración de agujas

Con penetrómetro o presiómetros. El almidón y la protopectina que de insoluble pasa a pectina soluble

la que se desmetila y despolimeriza, ablandan los tejidos.

3. Por resistencia al corte

Se lleva a cabo con tenderómetros.

C. Métodos químicos

1. Acidez de la pulpa

Adecuado para la maduración de consumo.

2. Contenido de azúcares

°Brix, indica sólidos solubles: azúcares.

3. Relación azúcares/ácidos

Para frutas cítricas.

4. Contenido de almidón

D. Cálculos

1. Número de días transcurridos entre la plena floración y la recolección

- La plena floración es cuando las flores están abiertas en 75%.

- Promediar los datos observados durante varios años para que así tenga mayor validez.

2. Unidades de calor

Sumar las unidades de calor calculadas a partir de las temperaturas medias mensuales, desde la plena floración a la recolección.

Las temperaturas medias mínimas son de 10°C, para las uvas y 7,2°C para las frutas de pepita.

Periodo Climatérico o Intensidad respiratoria

Los días de mínima velocidad de respiración coinciden con la madurez de recolección. Luego, la respiración aumenta hasta alcanzar la maduración de consumo. El mínimo de respiración se calcula mediante el anhidrido carbónico emitido por las frutas.

Índice de Madurez de algunas Frutas

En Cítricos

Contenidos mínimos de jugos:

Naranja Thoumson Navell y Washington Navell = 30% Otras variedades de naranja = 35% Toronja = 35% Limones = 25% Mandarina = 33%. Se recomienda cosechar la naranja cuando la corteza se vuelve amarilla,

acidez 0,3% y sólidos solubles =12%. La mandarina puede ser cosechada cuando cambia el color de la corteza

de verde a naranja, acidez: 0,4% y ºBrix: 12-14.

En Mango

- La variedad Haden y Zill, se recolecta cuando tiene un peso específico de 1,02 (Maduran de 105 a 115 después de la floración).

En melón

Se cosecha cuando se despega con facilidad del tallo al aplicarle una ligera presión, quedando una cavidad limpia. En ese momento también cambia del verde a verde mateado y a amarillo.

En Chirimoya

Se debe recolectar cuando alcance 10 °Brix y un pH de 6,2 en promedio.

Para su procesamiento o consumo se recomienda 22,74-24,85 °Brix y 4,15-4,49 de pH.

III. MATERIALES Y EQUIPOSMateriales.

Productos vegetales Refractómetro Vasos presipitados de 1L o mas( 4 unidades) Cuchillo dea acero

Equipo.

Equipo de titulación Refractómetro

Reactivos.

Solución de NaOH 0,1 N solución de NaOH al 3% Bisulfito de sodio al 0,05 % Indicador fenoftaleina

IV. PROCEDIMIENTO

LAS operaciones básicas en la preparación de la materia prima son:

ENSAYO 1: DETERMINCION DE INDICE DE MADUREZ

Índice de madurez (IM)

ℑ= %SS%Acidez total

Solidos soluble._ se determina mediante el uso del refractómetro en Brix° a 20 C°.

Acidez total .- en Erlenmeyer de 250 ml se coloca 1ml de jugo de naranja, se

adiciona 100 ml de agua destilada y algunas gotas de fenolftaleína, titular con NaOH

o,1 N

ENSAYO 2: pelado quimico

En una solución hirviendo de hidróxido de sodio ( NaOH) al 3 % se somete la fruta por diferentes tiempos

%ss naranja = 10 Brix. % ss manzana =

17 Brix

Solución de jugo de naranja + gotas de fenoftaleina

V de gasto (naranja) = 2,3 ml

V de gasto (mansana) = 0,7 ml

OBSERVACIONES:

Podemos observar los resultados del pelado químico. Al realizar el pelado se observo que los melocotones retirados al primer minuto no estuvieron óptimos para realizar el pelado, mientras los melocotones retirados al segundo y tercer tiempo fueron óptimos, con ello concluimos que al segund tiempo ya se puede realizar el pelado, para esta variedad de melocotón el tiempo optimo es 2 minutos.

ENSAYO 3; sulfitado (INACTIVACION DE ENZIMAS)

c

Melocotón retirado a 1 minuto

Melocotón retirado a los 2 minutos

Melocotón retirado a los 3 minutos

Melocotón retirado a los 4 minutos

Melocotón retirado a los 5 minutos

Someter la fruta en una solución de bisulfito de sodio en una concentración de 0.05 % por un tiempo de 1’ 2’ 3’ 4’ 5’.

RESULTADOS

c c

Se realiza el pelado mecánico de la Materia prima (PAPA)

se realiza cortes en rodajas y de grosor homogéneos se pone en agua para que no se oxide

Se introduce las rodajas de papa a la solución de bisulfito de sodio 0.05 % de sodio

OBSERVACIONES.- se observa un buen sulfitado ya que las enzimas no actúan por ello las papas en rodajas no toman un color diferente a la muestra en blanco y se puede observar que es un poco mas rugoso y pareciera que se creo una capa como protección de alguna aleteracion.

ENSAYO 4; BLANQUEADO

Se someter las papas cortados en rodajas a agua hirviendo por un tiempo de 1’ 2’ 3’ 4’ 5’.

RESULTADOS

MUESTRA EN BLANCO Y MUESTRA RETIRADO AL PRIMER MINUTO

Muestra retirado a los 2 minutos

Retirado a los 3 ‘

Retirado a los 4 ‘

Retirado a los 5 ‘

Muestra en blanco

Muestra retirado al primer minuto

Muestra retirado al segundo minuto

Muestra retirado al tercero minuto

Muestra retirado al cuarto minuto

Muestra retirado al quinto minuto

OBSERVACIONES

Al someter a agua hirviendo las enzimas se inactivan por la alteración de la temperatura y esto se observa cuando el color no cambia a un color oscuro o marrón claro, pesar de que se deja un buen tiempo a la intemperie..

Por ello para mejores conclusiones se realiza el test de peróxidos o test de actividd enzimática

Para ello se toma la papa en rodajas retirado al primer y quinto minuto de los ensayos sulfitado y blanqueado.

En los tejidos de la papa se añade peróxido y luefo guayacol

OBSERVACIONES.- observamos que las muestras del primer minuto al realizar el test se impregna y cambia de color mientras del quinto minuto en la prueba del blanqueado no y del sulfitado aunque se observa un pequeño cambio, de esto concluimos de que se requiere realizar más pruebas a otras teimpos y otras temperaturas.

V. CALCULOS

Tabla 1: datos para cálculo de IM

Muestra %SS % de acidez total V de gasto NaOH (mL)

Naranja 10 ° Brix 14,72 2,3Manzana 17 ° Brix 4,69 0,7

Índice de madurez de naranja (IM)

Método sulfitado

Método blanqueado

Muestras retirado al 5 ‘

Muestras retirado al primer ‘

Muestras del primer minuto

Muestras del quinto minuto

ℑ= %SS%Acidez total

Calculando % de acidez total la naranja en 100 mL con NaOH 0.1 N( Meq = 0,064)

%Acidez total=V 1∗Nmeq∗100V

%Acidez total=2,3∗0,064∗1001

%Acidez total=¿14,72

Calculando % de acidez total la manzana en 100 mL con NaOH 0.1 N( Meq = 0,067)

%Acidez total=V 1∗Nmeq∗100V

%Acidez total=0,7∗0,067∗1001

%Acidez total=¿ 4,64

VI. CONCLUCIONVI.1. Se logró conocer las operaciones y tratamientos que deben

llevarse a cabo con la materia prima antes de su procesamiento.VI.2. Se logró diferenciar estas operaciones en función dee la clase de

materia prima a procesar.VI.3. Se logró apreciar la importancia que tiene estas operaciones en

el procesamiento de alimentos.

VII. DISCUSION

En los resultados del índice de madurez de la naranja y de la manzana ambas comerciales, se determinó un índice de madurez para la naranja de 14,7 % según las bibliografías el % de cítricos debería de ser 35%, por lo tanto la naranja que se trajo como muestra falta madurar.

Para la manzana no existe exactamente un % de índice de madurez por lo cual el índice de madurez se determina por el método de análisis organolépticas alguno de ellos. los cambios más palpables durante el proceso de maduración son el color,

sabor, textura, etc. Estos cambios son el resultado de la profunda reestructuración metabólica y química que se desencadena dentro del fruto. En los frutos climatéricos, este proceso es controlado, fundamentalmente, por el etileno y su actividad respiratoria tal como hemos observado en las diferentes etapas de madurez que atraviesan los frutos durante la presente práctica de laboratorio, se han notado cambios en la fisiología de los frutos: tamaño, aroma, sabor, apariencia, textura, color de piel, color de pulpa, brillantez, etc., que indican estas reestructuraciones.

Para los pelados químicos es necesario relaizar otros ensayos a mas tiempo con las mismas concentraciones de bisulfito o a menor tiempo con alta concentración.

Para comercializar se realiza los pelados químicos para mejorar en el presupuesto de inversión.

VIII. CUESTIONARIO1. En que consiste el pardeamiento no enzimático, que acción desempeña el

bisulfito y con que otros compuestos químicos se pueden reemplazar.

A pesar de que muchos aspectos de estos fenómenos no han sido elucidados por completo, especialmente en lo referido a las últimas etapas de formación de pigmentos, se presume que el pardeamiento no enzimático se produce a través de tres mecanismos diferentes:

la reacción de Maillard, que implica la interacción entre azucares y aminoácidos (libres o combinados en forma de peptidos y proteínas).

Reacciones que involucran el ácido ascórbico.

Caramelizacion de azucares con o sin la acción catalítica de ácidos.

No hay duda de que en los alimentos, que son sistemas complejos, a menudo se produce la combinación o interacción de los tres procesos.

a) La peroxidasa es una enzima que cataliza la oxidación de ciertos compuestos dadores de hidrógeno, como fenoles (guayacol, pirogalol) y aminas aromáticas (o-fenilendiamina) por medio de peróxidos ( ). El substrato oxidable más usado es el guayacol, que es oxidado a un complejo coloreado de tetraguayacol en presencia de peroxidasa: La velocidad de formación del color rojo ladrillo puede ser utilizada como medida de la actividad enzimática por lecturas espectrofotométricas de las absorbancias en relación con el tiempo. La peroxidasa presenta como grupo prostético un grupo Hem, cuyo átomo central de hierro forma complejos con diferentes compuestos, como los cianuros y la hidroxilamina, inhibiéndose su actividad enzimática. La actividad enzimática depende del vegetal (los rábanos picantes son especialmente activos), del substrato oxidable que se emplea como reactivo y del pH y temperatura a que se trabaja. Como la mayoría de las enzimas, la peroxidasa puede ser inactivada por el calor, siendo una de las que precisa mayor temperatura y más tiempo para su inactivación.

Posee, además, la propiedad peculiar de la regeneración enzimática. Este fenómeno consiste en que al inactivarla por medio del calor recupera parcialmente su actividad después de un cierto tiempo. Esto ha sido explicado, aduciendo que la fracción proteica de la enzima sufre una desnaturalización sólo parcial, con pérdida de su estructura terciaria, si el calor se aplica un

tiempo muy corto, produciéndose luego una reversión de la proteína a su estado normal por recombinación de sus grupos hidrógenos o sulfhidrílicos. Este efecto del calor sobre la actividad peroxidásica es muy, importante en la industria de alimentos y la regeneración enzimática de la peroxidasa puede causar serios problemas en los caracteres organolépticos. Se ha demostrado en el laboratorio que esta actividad enzimática puede detenerse totalmente, si el calentamiento es suficientemente largo, de manera que sobre 30" la regeneración es muy débil generalmente. La investigación de la peroxidasa ha sido usada para evaluar la eficiencia del escaldado o blanqueo de verduras y también en el control de pasteurización de la leche. Así, a la temperatura de pasteurización, la lactoperoxidasa se inactiva, pero se regenera; en cambio, si la leche es sobrecalentada (más de 80-85°C) la peroxidasa pierde su actividad en forma definitiva.

a) Solución tampón de pH 6,5 (fosfato-citrato). Se prepara mezclando 14,2 partes de fosfato disódico 0,2 M y 5,8 partes de ácido cítrico 0,1 M.

b) Orto-fenilendiamina al 1 % (en alcohol al 95%; se debe preparar fresca cada 4 horas).

c) Agua oxigenada al 0,3%. d) Solución saturada de bisulfito de sodio.

DETERMINACIÓN DE PEROXIDASA EN VEGETALES CONGELADOS

Reactivos estables

a) Solución tampón de fosfato-oxalato 0,1 M, pH 6,0: Disolver 14,2 g de g de 6,0 +7 con ) y 12,6 g de hidróxido de +2 sodio (o 26,81 en agua y calentar; enfriar, ajustar el pH a 1 N y diluir a 1 litro. b) Solución de ácido oxálico 1 M: Disolver 126 g de ácido oxálico en agua y diluir a 1 litro. c) Solución de cloruro de sodio al 2%: Disolver 20 g de NaCl en agua y diluir a 1 litro. Enfriar a 0°C y mantenerlo a esa temperatura. Reactivos relativamente inestables: d) Solución de agua oxigenada 0,1 N: Diluir 0,58 ml de agua oxigenada al 30% a 100 ml con agua. Estandarizarla yodométricamente como sigue: a 25 ml de agua oxigenada 0,1 N agregar 10 ml de ácido sulfúrico 4 N, 6 ml de KI 1 N y 3 gotas de molibdato de amonio 1 N. Titular con solución de tiosulfato de sodio 0,1 N, usando almidón como indicador. Esta solución debe mantenerse en refrigeración cuando no se use. Debe prepararse semanalmente. e) Solución de indo-fenol 0,001 N: Disolver 200 mg de 2,6-diclorofenol-indofenol o 175 mg de su sal sódica, en agua y diluir a 1 litro. Estandarizarla contra tiosulfato de sodio 0,01 N titulando el yodo liberado con 50 ml del colorante después de adicionar 10 ml de KI 1 N y 10 m1 de H2SO4 4 N. Mantener en refrigeración y prepararla cada semana. f) Solución de ácido ascórbico 0,05 M: Disolver 880 mg de 1-ácido ascórbico en tampón (a) 0,1 M y diluir a 100 ml. Prepararla fresca todos los días. Preparación del extracto enzimático: Homogeneizar 50 g de material fresco o congelado en una mezcladora a alta velocidad con 200 ml de la solución de cloruro de sodio al 2%, fría. Eliminar las partículas mayores, por filtración, a través de gasa. Usar esta solución dentro de 30 minutos. Procedimiento: En un vaso de 400 ml colocar: 75 ml de tampón (a), 50 ml del colorante (e), 5 ml de ácido ascórbico (f) y suficiente cantidad de agua (para alcanzar un total de 250 ml después de adicionar el extracto en ensayo y agua oxigenada). Calentar a una temperatura de más o menos 25°C o enfriar en caso de bajarla a la misma temperatura. Colocar el vaso en un agitador magnético y agitar por 30 segundos, a una velocidad tal de impedir la penetración de aire. Agregar a continuación 1-3 ml del extracto enzimático problema (equivalente a 0,2-0,4 g de tejido) y rápidamente agregar 5 ml de . Poner en función el cronómetro

inmediatamente después de agregar el agua oxigenada. Continuar mezclando a medida que se agrega el agua oxigenada y hasta que se retire la primera alicuota. Dentro de los 15-30 segundos después de agregar el agua oxigenada, medir 25 ml de la mezcla reaccionante con una pipeta de flujo rápido de tal manera de poder expulsar el contenido en 5 segundos y hacerlos caer en 5 m1 de la solución de ácido oxálico (b) colocados en un Erlenmeyer de 125 ml. Tomar 4-5 muestras consecutivas a 1 minuto de intervalo y vaciar en otros matraces de 125 ml que contiene cada uno 5 ml de ácido oxálico (b). Registrar el tiempo de reacción que corresponde al tiempo que deplore en vaciarse la pipeta. Titular el ácido ascórbico residual con la solución de indo-fenol y calcular la reacción de primer orden. Ajustar la actividad enzimática de modo que la constante sea de la magnitud de 5-20 x y expresar la actividad de peroxidasaKf como de tejido usado. Los puntos finales deben ser rosados claramente visibles y permanecer por espacio de 1 minuto. Todas las titulaciones deben asemejarse a la primera en su limite. Agregar el indofenol en forma rápida al comienzo y posteriormente en forma más lenta. ta y tb son tiempos iniciales y finales de dos titulaciones bajo las condiciones estipuladas. Bajo condiciones óptimas el valor de la titulación inicial es de 35-40 ml de colorante y los valores disminuyen a 20-25 m1 en 5 minutos. Este es el método de cálculo que se aplica en la determinación de catalasa, pero también puede tomarse la recta (slope of plot) del logaritmo de los ml de colorante versus tiempo. Dividir el promedio del valor de para los diversos intervalos de tiempo (0-1, 1-2, 2-3 minutos) por el peso del tejido vegetal, correspondiendo al vol. de extracto en la mezcla de reacción.

Pelado quimico

El pelado químico se basa en la desintegración y desprendimiento del tejido en contacto con la piel de los vegetales Debido a un ataque químico combinado con un choque térmico. La piel se separa posteriormente con chorros de agua a presión. El agente químico más utilizado es una disolución de sosa caliente a concentraciones muy elevadas (en función del tipo de materia prima pueden llegar hasta el 15%), en otras ocasiones también se utilizan ácidos. A veces a esta disolución se le aplican agente tensoactivos para mejorar el ataque de la sosa y reducir el tiempo del baño.

la ventaja de este sistema frente a los sistemas mecánicos es que su eficiencia no se ve afectada por la forma o uniformidad dela superficie del vegetal y por su elevada capacidad de procesamiento.

Limitaciones de la técnica Estos sistemas de pelado tienen un impacto ambiental importante debido a la Producción de vertidos con pH extremos y de elevada conductividad .Pelado químico del durazno La soda que se debe usar para este proceso debe ser 99 % de pureza se calienta en un recipiente que no sea de aluminio

hasta que empiece a hervir, (hay que tener la precaución de que la soda halla sido bien disuelta en el agua antes de calentar) una vez

Pelado industrial de aji escabeche.

El pelado industrial recomendado de ajies en general es el escaldado, este método es utilizado para la elaboración de productos conservados o salsas que contienen ajíes sin piel.

IX. BIBLIOGRAFIA http://www.monografias.com/trabajos70/determinacion-indices-madurez-

frutas/determinacion-indices-madurez-frutas2.shtml http://ucvvirtual.edu.pe/campus/HDVirtual/700425637/UNIDAD%20I/

7000178738/PR%C3%81CTICA%201%20indice%20de%20madurez.pdf http://html.rincondelvago.com/operaciones-de-preparacion-de-las-materias-

primas.html http://web.udl.es/usuaris/w3511782/Procesos_e_instalaciones/

2._Preparacion_de_materia_prima_files/2%20-%20Preparacion%20materia%20prima%20(imprimir).pdf

http://ben.upc.es/documents/eso/aliments/html/vegetales-4.html http://www.monografias.com/trabajos70/determinacion-indices-madurez-

frutas/determinacion-indices-madurez-frutas2.shtml#ixzz3C4hQhzGp http://es.slideshare.net/WilmerPea2/determinacin-de-actividad-de-peroxidasa-y-

de-su-regeneracin