TESIS

UNIVERSIDAD SEÑOR DE SIPAN

FACULTAD DE INGENIERIA, ARQUITECTURA Y

URBANISMO

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE

INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL Y COMERCIO

EXTERIOR

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

Control de la Enzima Oxidante Polifenoloxidasa, Mediante el Proceso de Escaldado y la Utilización de Ácido Cítrico

en la Elaboración de Trozos de Mamey (Calocarpum Mammosum) Envasados en Almíbar de Piña (Ananas

Comosus) Lambayeque 2011- I

AUTORES

Pastor Sanchez Franco

Saavedra Montenegro Mario Luis Martin

Pimentel 10 De Abril Del 2014

Ingeniería Agroindustrial Y Comercio Exterior Página 1


INFORMACIÓN GENERAL

1. Título del Proyecto de Investigación:Control de la Enzima Oxidante Polifenoloxidasa, Mediante el Proceso de Escaldado y la Utilización de Ácido Cítrico en la Elaboración de Trozos de Mamey (Calocarpum Mammosum) Envasados en Almíbar de Piña (Ananas Comosus) Lambayeque 2011- I

2. Autor(es):Pastor Sánchez FrancoSaavedra Montenegro Mario

3. Asesor / Colaboradores:

4. Tipo de Investigación:Experimental Descriptiva

5. Facultad y Escuela ProfesionalIngeniería Agroindustrial Y Comercio Exterior

6. Duración del proyecto:

4 Meses

7. Período que durará el proyecto:Marzo – Julio

8. Fecha de inicio:10 De Abril

9. Presentado por:

…………..…………………….. …………………………………. Pastor Sánchez Franco Saavedra Montenegro Mario

10. Aprobado.

……………………………. ………………………. Dirección de Investigación Decano de Facultad

11. Fecha de presentación:



ÍNDICE GENERAL

Resumen……………………………………………………………………………………………………………………………..pág9

CAPÍTULO I

Plan de investigación………………………………………….………………….…………………………..……..………pag11

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA…………………………………………………………………………………………………..pag11

1. situación problemática

2. formulación del problema

3. justificación

4. objetivos

MARCO TEÓRICO…………………………………………………………………………………………………………………………….pag13

1. Antecedentes de la investigación

2. Bases teóricas científicas

3. Materia prima

4. Definiciones conceptuales

5. Hipótesis

6. Variables

7. Operacionalización

MARCO METODOLÓGICO……………………………………..…………………………………………………………………….….pag24

1. Tipo estudio, método de investigación y diseño de contrastación de hipótesis

2. Población y muestra

3. Materiales, técnicas e instrumentos de recolección de datos

4. Plan de análisis estadístico de datos

CAPÍTULO II

MARCO ADMINISTRATIVO…………………………………………………………….………………………………………..……….pag32

1. Cronograma de actividades

2. presupuesto

FINANCIAMIENTO……………………………………………………………………………..…………………………………….……..pag35

1. Conclusiones

2. Recomendaciones

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………..……………………………………….….………….pag38



RESUMEN

La tendencia actual de los consumidores a nivel nacional e internacional al momento

de adquirir sus productos alimenticios primeramente el principal generador para tomar

la decisión de su compra es la presentación en cuanto a su coloración, pero también

están involucrados otros factores como precio, forma del producto, propiedades

nutricionales.

El objetivo de este trabajo es controlar la oxidación producida por la enzima

polifenoloxidasa. Lo cual va a ser un trabajo que podrá tomarse como ejemplo para

controlar la oxidación en muchas frutas, hortalizas y tubérculos para poder

industrializarlos de una manera eficaz, beneficiara a los productores de esta materia

prima ya que aumentaran sus ventas y por otra parte a las industrias y consumidores.

En este proyecto se han hecho diferentes tratamientos térmicos en cuanto a

temperatura, tiempo y con el adicionamiento de ácido cítrico, buscando siempre la

mayor estabilidad del producto, es decir, que el producto final mantenga sus

propiedades relacionadas con la calidad, valor nutritivo, funcional y sensorial de los

trozos de mamey envasados en almíbar de piña.

Los resultados obtenidos para la muestra experimental de (4 minutos a una

temperatura de 85 °C, con un porcentaje de ácido cítrico de 0.03 % por litro de agua

(acondicionamiento)) se pudo observar y concluir que es la más estable ya que

mantiene su textura, coloración e incluso se puede decir que se está conservando sus

propiedades nutricionales del producto final. Lo cual indica que es la más óptima para

reducir la actividad enzimática de la polifenoloxidasa, según los resultados obtenidos

de la tabla de “Análisis de coloración, porcentaje y nivel de oxidación la actividad

enzimática de la PPO” propuesta por los autores.



CAPÍTULO I



PLAN DE INVESTIGACION.

1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA.

1.1. Situación Problemática.

Una de las grandes preocupaciones en el mundo de la industria alimentaria son los cambios físico-químicos durante el procesamiento y almacenamiento de las frutas ya que pueden causar un deterioro en su calidad, afectando el color, la textura, el sabor, el olor y el valor nutritivo. Pero el pardeamiento enzimático es la principal causa de la pérdida de calidad de los frutos y por lo tanto es un problema principal para la industria alimentaria.

Operaciones tales como el pelado y cortado permiten que las enzimas como la polifenoloxidasa y los sustratos entren en contacto, principalmente en la superficie de los productos, originando reacciones enzimáticas relacionadas al deterioro del color.

Como también se sabe que Perú es un país que se caracteriza por su diversidad en producción de hortalizas, tubérculos, etc. Y las necesidades de los consumidores les conlleva a tener que procesarlas es donde también se impone en el momento de la transformación de la materia prima el problema de unas enzimas oxidantes a ello.

Por lo tanto en este proyecto estamos tratando de realizar estudios y experimentos con diferentes técnicas y métodos para la inhibición de la polifenoloxidasa presente en la pulpa del mamey ya que esta es nuestra principal problemática, porque dicha enzima empieza su activación en el momento de pelado de la fruta ocasionando en este caso el pardeamiento de la pulpa del mamey. Después de terminados los experimentos se podrá concluir cuál de estos es el más óptimo para el control de dicha enzima. Para luego realizar la industrialización de esta materia prima y presentarlo al mercado como un producto final de trozos de mamey envasados en almíbar de piña.

Lambayeque es un departamento con una gran producción en frutas, de las cuales la gran mayoría de estas son frutas que se oxidan rápidamente lo cual es un problema muy frecuente en diferentes procesadoras agroindustriales como (Procesadora S.A.C.; GANDULES S.A.C), que tienen el mismo problema de las enzimas oxidantes en sus materias primas al ser procesadas – pequeñas empresas familiares de igual forma cuando expanden su producto al mercado “Tajadas de Mamey”, mermelada de mamey.

Lo cual también es un problema que no solo causa pérdida de la materia prima sino que también pérdida económica por la falta de industrialización, ya que si estas enzimas se lograran controlar los productores de materias primas de este tipo, lograrán una mayor demanda por parte de los consumidores.



1.2. Formulación del Problema.

¿Cómo influirá el proceso de escaldado y la utilización del ácido cítrico en el control de la enzima oxidante polifenoloxidasa, en la elaboración de trozos de mamey (mammea americana) envasados en almíbar de piña (ananás comosus)?

1.3. Justificación.

En la evaluación de los estándares de calidad de diversos productos, especialmente vegetales, los consumidores al momento de su compra toman en consideración como criterio trascendental la apariencia del producto, siendo el color el principal factor a considerar.

El conocimiento de los procesos de oscurecimiento en alimentos nos llevará a obtener una mejor comprensión del papel que juega el deterioro de alimentos en frutas, verduras y tubérculos.

Es donde intervienen los ingenieros agroindustriales en su capacidad de mejorar los puntos críticos de la cadena productiva para aumentar la producción agroindustrial y disminuir los problemas muy frecuentes en las agroindustrias con aquellas frutas que tenían gran abundancia de enzimas oxidantes como son la peroxidasa (enzima que se encuentra en la cascara) y la polifenoloxidasa (enzima que se encuentra en la pulpa).

Por otro lado también se beneficiarían los productores de materia prima de este tipo, ya que aumentarían la demanda de sus productos por parte de las empresas agroindustriales, también aumentaran el ingreso de su capital lo cual mejorara su estabilidad económica, he incentivara al cultivo de este tipo de materias primas, dándole beneficios como la generación de empresa y mayor trabajo.

Otro punto muy importante es que el consumo de este producto final tiene muchos beneficios para el consumidor ya que la pulpa de mamey en su contenido tiene proteínas, vitaminas (como la vitamina A y beta carotenos), carbohidratos, hierro, etc. Necesarios para mantenernos saludables y también para la alimentación de cada persona.

1.4. Objetivos:

1.4.1. General.

Controlar la enzima oxidante polifenoloxidasa, mediante el proceso de escaldado y la utilización de ácido cítrico, en la elaboración de trozos de mamey envasados en almíbar de piña.



1.4.2. Específicos.

Determinar la temperatura adecuada de escaldado para la inactivación de la enzima polifenoloxidasa en la elaboración de trozos de mamey envasados en almíbar de piña.

Determinar la concentración apropiada del acido cítrico para la inactivación de la enzima polifenoloxidasa en la elaboración de trozos de mamey envasados en almíbar de piña.

2. MARCO TEÓRICO.

2.1. Antecedentes de la Investigación:

A. Tesis: CARACTERIZACIÓN DE LOS SISTEMAS ENZIMÁTICOS

RESPONSABLES DEL PARDEAMIENTO DE LA FRESA

Autor: LOPEZ SERRANO MATIAS

Universidad: MURCIA

Resumen:

Se han caracterizado en fresa los dos sistemas enzimáticos más importantes

implicados en las reacciones de pardeamiento y de las alteraciones del color en

productos vegetales: la peroxidasa (POD) y la polifenol-oxidasa (PPO). Esta

caracterización consistió, en primer lugar, en la localización histoquímica de

estas enzimas, encontrándose que la POD se localiza fundamentalmente en

los haces vasculares del xilema, en las conexiones vasculares con los

aquenios y en la epidermis, mientras que la PPO se localiza principalmente en

el tejido parenquimático del cortex. Además, las tinciones histoquímicas

realizadas pusieron de manifiesto la existencia de una producción endógena de

peróxido de hidrógeno que es directamente aprovechado por la POD para

oxidar sustratos. En segundo lugar, se determinaron los niveles totales de

ambas enzimas y de sus patrones isoenzimáticos en dos variedades de fresa

(Oso Grande y Chandler), viéndose que los niveles de ambas enzimas

disminuyen exponencialmente a lo largo del desarrollo, disminución que puede

atribuirse, en lo que respecta a la POD, a la drástica simplificación de su patrón

isoenzimático, permaneciendo únicamente la isoenzima fuertemente básica en

el estado maduro; en lo que respecta a la PPO, su disminución puede atribuirse

a la caída generalizada de todos sus isoenzimas. También se determinaron los



niveles de los principales sustratos implicados en el pardeamiento en estas

variedades, encontrándose que tanto estos sustratos como los niveles de

ambas enzimas pueden ser correlacionados con la capacidad de pardeamiento

que presenta cada variedad; así se vio que la variedad Oso Grande, que es la

que mayor capacidad de pardeamiento presentaba, posee unos niveles más

bajos de antocianinas y más altos de ambas enzimas y de (+)-catequina (el

fenol implicado en el pardeamiento más relevante en la fresa) que la variedad

Chandler. Se purificaron ambas enzimas con el fin de obtener POD libre de

PPO y viceversa para poder abordar estudios separadamente con cada una de

ellas. Una vez conseguida la purificación, se caracterizó cinéticamente la

oxidación de la (+)-catequina por la POD, caracterización que puso de

manifiesto la existencia de cooperatividad a bajas concentraciones de peróxido

de hidrógeno. También se calcularon las constantes microscópicas de reacción

y, en virtud de los valores obtenidos, se concluyó que la (+)-catequina es un

buen sustrato para la POD de fresa. Posteriormente, se estudiaron los

productos de oxidación enzimática de la (+)-catequina, aislándose una fracción

polimérica con un peso molecular mayor de 2400, un trímero o tetrámero con

un peso molecular de 1055 y un dímero con un peso molecular de 576; éste

último fue identificado como la dehidrodicatequina-A (DHDC-A). Los productos

de oxidación de la (+)-catequina también fueron estudiados comparativamente

en sistemas modelo con la POD y la PPO purifica-das anteriormente,

comprobándose que cualitativamente ambas enzimas producen los mismos

productos de oxidación, pero observándose que la POD, al contrario que la

PPO, consume poca catequina y produce una baja proporción de polímeros.

Estudiando la inhibición de esta reacción por la DHDC-A, se comprobó que

este producto es un inhibidor 3 veces más potente para la POD que para la

PPO. Por último, se estableció un sistema modelo complejo con fresas que

parece poner de manifiesto la participación activa de la POD en el consumo de

catequina, en la degradación de antocianinas y en la formación de productos

pardos. Sobre la base de este sistema se propone un mecanismo directo para

la degradación de antocianinas por la POD.

Aporte al tema investigado:

Definió en que zona de la fruta se encuentra la peroxidasa (cascara del

vegetal), y la polifenoloxidasa se localiza en la pulpa de la fruta.



B. Tesis: INHIBICIÓN DE LA ACTIVIDAD ENZIMÁTICA DE LA POLIFENOL

OXIDASA EXTRAÍDA DEL BANANO (CAVENDISH VALERY) MEDIANTE

SISTEMAS BIFÁSICOS ACUOSOS CON ISOESPINTANOL Y ÁCIDO

ASCÓRBICO.

Autor: CARLOS ARTURO GUERRERO ERASO.

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA, SEDE MEDELLÍN.

Resumen

La Polifenol oxidasa, PPO, es una de las enzimas más estudiadas en la

industria de los alimentos ya que es la responsable de las reacciones de

pardeamiento enzimático en frutas y verduras. Una de las razones por las

cuales es importante su estudio es porque comercialmente es indeseable, ya

que modifica las propiedades sensoriales, nutricionales y en general de calidad

que perjudica la comercialización de un producto.

El banano que pertenece al género Musa, con sus innumerables variedades, es

una fruta tropical de importancia comercial que sufre cambios en su textura,

color a través del proceso de maduración. Los cambios asociados a la

maduración como bioquímicos, fisiológicos y de composición y el

ablandamiento de los plátanos se han estudiado y reportado ampliamente

durante las distintas fases de desarrollo en las cuales la polifenol oxidasa

cumple un papel importante.

La extracción utilizando sistemas bifásicos acuosos es una técnica

ampliamente utilizada en biotecnología como método de recuperación o

purificación de material biológico. La formación de dos fases inmiscibles se

lleva a cabo cuando se mezclan dos polímeros o un polímero y una sal en

agua. La distribución en equilibrio de la proteína en el ATPS no solo depende

de las propiedades de superficie sino también de las propiedades

fisicoquímicas de las dos fases. Este trabajo describe la técnica de extracción

de la Polifenol Oxidasa de la pulpa de banano mediante ATPS. El sistema

bifásico está compuesto de Polietilenglicol de peso molecular 8000 y fosfato

(PEG 8000/fosfato). La concentración de los componentes del sistema es PEG

5% p/p, fosfatos 28.5% p/p, agua 56.5% p/p y extracto enzimático 10% p/p. El

pH del sistema es de 7.0 a 25°C.



Se obtuvo un Ka de 23, un factor de purificación de 12.99 y un 82.14% de

rendimiento de la actividad de la enzima en la fase superior utilizando

dopamina como sustrato.

La enzima oxida rápidamente dopamina, obteniendo un valor Km de 0,01534

M, una Vmáx de 0,1035(M/min) y una relación Vmáx/Km 6.74 min-1. La

temperatura óptima de la enzima es de 30 ° C y su actividad fue inhibida por el

ácido ascórbico y Isoespintanol.

Isoespintanol (2-Isopropil-3,6-dimetoxi-5-metilfenol) es un compuesto aislado

de la planta Oxandra cf xylopioides que ha sido estudiado utilizando diferentes

modelos experimentales diseñados para evaluar propiedades antioxidantes.

Los resultados indican que el isoespintanol es mejor agente reductor que el

butil hidroxi tolueno (BHT) en el ensayo FRAP.

El isoespintanol y el ácido ascórbico actúan como inhibidores de pardeamiento

enzimático arrojando una constante de inhibición de 0,03906 para el

isoespintanol.

Aporte al tema investigado

Este trabajo describe la técnica de extracción de la Polifenol Oxidasa de la

pulpa de banano mediante la utilizando sistemas bifásicos acuosos, (el sistema

bifásico está compuesto de Polietilenglicol y fosfato). El ácido ascórbico actúa

como inhibidores de pardeamiento enzimático.

C. Revista: http://www.sciencedirect.com/science

Titulo: Microbiana Ambiental y Seguridad en el Laboratorio de Alimentos.

Autor: Yaguang Luo, Shengmin Lu, Bin Zhou and Hao Feng.

Resumen:

La eficacia doble de clorito de sodio para la inhibición del pardeamiento y la

inactivación microbiana en las manzanas recién cortadas se investigó y se

comparan con otros agentes anti-dorado y antimicrobianas. Los resultados

indican que el clorito de sodio significativamente (P <0,001) inhibe la reacción

de pardeamiento de recién cortadas las manzanas Red Delicious almacenado

a 5 ° C durante 14 días. Este tratamiento también redujo significativamente la



actividad polifenol oxidasa. Los tratamientos con clorito de sodio acidificado,

cloruro de calcio, o ascorbato de calcio mostraron fuerte inhibición en la

manzana dorado durante el almacenamiento a tiempo, estos efectos del

tratamiento disminuyó después de 7 días de almacenamiento. La combinación

de cloruro de calcio con clorito de sodio más significativamente (P <0,001)

mejora la firmeza de las rodajas de manzana, y la inhibición de pardeamiento

durante el almacenamiento. Además, los tratamientos con clorito de sodio

acidificado, clorito de sodio, o la combinación de clorito de sodio y cloruro de

calcio de manera significativa (P <0,001) redujo las poblaciones de Escherichia

coli en las manzanas recién cortadas en un 3,0, 3,6 y 3,9 log ufc g-1 sobre el

agua de control. La eficacia doble de clorito de sodio para inhibir el

pardeamiento enzimático e inactivar E. coli puede permitir que este compuesto

para conseguir un papel destacado en la mejora de la calidad y la seguridad de

los productos de la manzana recién cortada y otras industrias de alimentos.

Aporte al tema investigado

Los tratamientos con clorito de sodio acidificado, cloruro de calcio, o ascorbato

de calcio muestran fuerte inhibición de la polifenol-oxidasa en la manzana

dorado, asegurando una mejor calidad de los productos en las industrias de

alimentos.

2.2. Bases Teórico - Científicas.

2.2.1. Materia Prima.

2.2.1.1. El mamey

Es un árbol de 8 hasta 20 metros de altura. Su copa es frondosa, de color verde oscuro. Su tronco es recto. Su corteza de color castaño o gris, varía desde un tanto lisa hasta ligeramente agrietada. Al hacer alguna incisión en las ramas u hojas, desprenden un látex de color amarillo pálido.

Sus hojas son sencillas, opuestas, oblongo-elípticas, coriáceas, de 10 a 25 cm de largo, obtusas a redondeadas en el ápice, agudas en la base, de color vede oscuro brillante en la cara superior y verde algo más pálido en la inferior.

Sus frutos son del tipo de las drupas, globosos a redondeados, de 8 a 15 cm de diámetro, cuelgan de un fuerte y corto pedúnculo, su exocarpio es grueso y de color marrón terroso, su mesocarpio es de color amarillo vivo o rojizo, comestible, dulce y de olor aromático. Puede pesar hasta 1000 gramos, es rico en vitamina B y C y tiene un



gusto parecido al del albaricoque. Semillas de 1 a 4, grandes y de sabor amargo.Se propaga por semilla, pero los árboles de mayor rendimiento se obtienen mediante injertos. Presenta crecimiento lento y es un árbol de larga duración. El mamey se cultiva principalmente como árbol frutal. (CAZABONNE - 2009)

Componentes principales del mamey

El mamey tiene un importante contenido de carotenoides y es una fuente de vitamina A, contiene algunas otras vitaminas aunque en menores proporciones, como el ácido ascórbico (vitamina C). En la tabla I se presenta la composición del mamey.

La pulpa del fruto está compuesta en su mayor parte de agua (72 %) y carbohidratos (16 %).

Tabla N° 1. VALOR ALIMENTICIO POR CADA 100 G DE LA PULPA FRESCA

Análisis Hechos En Cuba Y América Central.

Calorías 44.5-45.3

Humedad 85.5-87.6 g

Proteína 0.470-0.088 g

Grasa 0.15-0.99 g

Carbohidratos totales 11.52-12.67 g

Fibra 0.80-1.07 g

Ceniza 0.17-0.29 g

Calcio 4.0-19.5 mg

Fósforo 7.8-14.5 mg

Hierro 0.15-2.51 mg

Vitamina A (ß-Caroteno) 0.043-0.37 mg

Tiamina 0.017-0.030 mg

Riboflavina 0.025-0.068 mg

Niacina 0.160-0.738 mg

Ácido ascórbico 10.2-22.0 mg

Amino Ácidos:

Triptofano 5 mg

Metionina 5-6 mg

Lisina 14-35 mg

Fuente: (WWW.WIKIPEDIA.COM – 2011)



MAMEY

Clasificación Científica

Reino: Plantae

División: Angiospermae

Clase: Magnoliopsida

Orden: Malpighiales

Familia: Clusiaceae

Subfamilia: Kielmeyeroideae

Tribu: Calophylleae

Género: Mammea

Especie: M. americana

Nombre Binomial

Mammea americana


2.2.1.2. La Piña

Características:

Tamaño y peso.

La piña tropical mide unos 30 centímetros y tiene un diámetro de 15. Su peso ronda los dos kilos. La piña baby pesa entre 300 y 700 gramos.

Color.

En ambas la pulpa de color amarillo o blanco se encuentra rodeada de brácteas que forman la piel del fruto; en el extremo superior las brácteas se transforman en una llamativa corona de hojas verdes.


http://es.wikipedia.org/wiki/Especie

http://es.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9nero_(biolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Tribu_(biolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Familia_(biolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Orden_(biolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Clase_(biolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Divisi%C3%B3n_(biolog%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Reino_(biolog%C3%ADa)


Sabor.

La pulpa es muy aromática y de sabor dulce. Las piñas pequeñas suelen tener un sabor más delicado que las grandes. La piña baby tiene las propiedades gustativas de la piña tropical, corregidas y aumentadas. La fruta está madura cuando cambia el color de la cáscara del verde al amarillo en la base de la misma. Las piñas son frutas no climatéricas, por lo que se deben cosechar cuando estén listas para consumirse, ya que no maduran después de su recolección. Un contenido mínimo de sólidos solubles de 12% y una acidez máxima del 1% asegurarán un sabor mínimo aceptable a los consumidores.

Aporte Nutricional.

En cuanto al contenido de vitaminas se destaca la presencia de vitamina C. además posee en cantidades inferiores vitaminas B1 y B6 y un poco de vitamina E. y también dentro de su composición contiene Energía, Agua, Proteínas, Lípidos, Glúcidos, Fibra, Vitamina A, Vitamina E, Vitamina C, Ácido fólico, Potasio, Magnesio, Fósforo, zinc. (GICEL S. – 2002)

VALOR NUTRICIONAL DE LA PIÑA

Piña Fresca Piña En Jugo Piña En Almíbar

Energía( Kcal )Agua (g)Proteínas (g)Lípidos (g)Glúcidos (g)Fibra (g)Vitamina A (mcg)Vitamina E (mg)Vitamina C (mg)Ácido fólico (mg)Potasio (mg)Magnesio (mg)Fósforo (mg)Cinc (mg)

4886.500.400.10

11.301.465.000.10

18.0014.00

146.0015.001.000.10

4986.80.300.00

11.840.842.000.05

11.001.0

71.0013.005.000.10

6683.40.310.0016.30.82

80.007.503.001009.606.000.09

g =gramo / mg = miligramo / mcg = microgramo



Fuente: (WWW.WIKIPEDIA.COM)

CLASIFICACIÓN CIENTÍFICA DE LA PIÑAReino Planta

Subreino Tracheobionta

División Magnoliophyta

Clase Liliopsida

Subclase Commelinidae

Orden Poales

Familia Bromeliaceae

Subfamilia Bromelioidae

Género Ananas

Especie A. Comosus


2.2.2. Escaldado.

Se realiza con el objetivo de disminuir enzimas principalmente en los

vegetales, que catalizan determinadas reacciones de degradación. La

enzima peroxidasa, proteína que cataliza la oxidación de protones

(reductores) a costa de peróxidos o de oxigeno molecular en su defecto.

Es un calentamiento de corta duración destinado a inactivar las enzimas

propias de un alimento de forma que se detenga su actividad metabólica y

cese la degradación del alimento.

En otros casos es necesario que el calor penetre más profundidades para

alcanzar temperaturas del orden de los 80 – 85 °C en el centro de un

alimento, y así inactivar enzimas que se encuentren repartidas por toda la

masa del alimento. (SUÁREZ. M - 2005)

2.2.3. Acidulantes

El pH es uno de los más importantes factores de estrés en las FHI y FAH,

ya que determina el tipo de organismo que puede proliferar y su velocidad

de crecimiento, la actividad de los conservadores y la estabilidad de

muchas vitaminas. En general el pH de la fruta conservada debe ser tan



bajo como su palatabilidad lo permita. Afortunadamente, las frutas pueden

tolerar reducciones significativas de pH sin alteración de su gusto y aroma.

El pH de las FAH y FHI se controla a un valor cercano al de la fruta fresca

o, en caso de frutas con mayor pH, éste se ajusta a valores menores

(requeridos para lograr la estabilidad microbiológica) mediante el agregado

de un acidulante a la solución osmótica o directamente a la fruta.

La elección de un acidulante depende principalmente del tipo de fruta,

costo, balance azúcar/acidez, etc. Los ácidos más utilizados para ajustar la

acidez de las frutas conservadas por métodos combinados son el cítrico y el

fosfórico, debido a su bajo precio y a su compatibilidad sensorial.

El ácido cítrico también previene el pardeamiento enzimático, ya que inhibe

la polifenoloxidasa reduciendo el pH y secuestrando el cobre en el sitio

activo de la enzima. (NORMA G - 2004)

2.2.3.1. El Acido Cítrico

Este ácido se obtiene de sub productos cítricos o por fermentación de

hidratos de carbono para la aplicación como conservante, regulador

de pH y antioxidante natural que se añade industrialmente como

aditivo en el envasado de muchos alimentos como las conservas de

vegetales enlatadas. (CUBERO – 2007)

2.2.4. Definiciones Conceptuales

2.2.4.1. Enzimas.

Son compuestos responsables de la mayoría de los químicos que se producen en los diferentes tejidos de las plantas y frutas, estos influyen en el sabor, aroma y variación de calidad de las frutas, pues contribuyen al deterioro de los mismos, como en el caso de algunas frutas que ocasionan el pardeamiento enzimático (coloración café) cuando entran en contacto con el oxígeno. Existen algunas enzimas que se encuentran en las cascaras y en la pulpa de las frutas. (SUÁREZ M. – 2005)

2.2.4.2. Polifenoloxidasa.



Las polifenoloxidasas que se encuentran en las plantas son las responsables de las reacciones de pardeamiento enzimático que ocurren durante el almacenamiento, manipulación y procesamiento de frutas y vegetales. Las polifenoloxidasas, también conocidas como tirosinasas, fenoloxidasasas, monofenoloxidasas o cresolasas, catalizan la hidroxilación de monofenoles a ortodifenoles, posteriormente oxidados a ortoquinonas, las cuales se polimerizan dando lugar a pigmentos que presentan color marrón, rojo o negro, dependiendo de los componentes naturales presentes en los tejidos vegetales. Estas reacciones modifican las características organolépticas y nutricionales del alimento, depreciando su calidad. (ESTELA G. – 2006)

2.3. Hipótesis.

Hi: El aumento de la temperatura, la disminución del tiempo y el porcentaje de ácido cítrico aplicado en el proceso de escaldado, inactiva a la enzima polifenoloxidasa en la elaboración de trozos de mamey (Mammea Americana) envasados en almíbar de piña (Ananas Comosus).

2.4. Variables.

2.4.1. Variables independientes:

Temperatura en el proceso de escaldado.

Tiempo en el proceso de escaldado

Porcentaje de ácido cítrico.

2.4.2. Variables dependientes:

Inactivación de la Enzima Polifenoloxidasa.

2.5. Operacionalización.

VARIABLES INDEPENDIENTES NIVEL DE ESTUDIO EQUIPO DE MEDICIÓN UNIDAD

Temperatura75

Termómetro °C85

95

Tiempo5 Cronometro min.

4

3

% De Ácido Cítrico Para Almíbar

0.1 % % en solución Porcentaje

% De Ácido Cítrico Para 0.3 % % en solución Porcentaje



(Acondicionamiento)

VARIABLE DEPENDIENTEInactivación de la Enzima Polifenoloxidasa

3. MARCO METODOLÓGICO.

3.1. Tipo de Estudio, Método de Investigación y Diseño de Contrastación de Hipótesis.

3.1.1. Tipo de estudio.

Experimental:

En este proyecto se está utilizando un tipo de investigación

experimental ya que se efectuara diferentes experimentos a diferentes

tiempos y temperaturas al momento de realizar el proceso de escaldado

a la materia prima y también se realizara el experimento del

adicionamiento del acido cítrico para ver y comprobar si ayuda a la

reducción de las enzima polifenoloxidasa.

Descriptiva – Cuantitativa:

También en este proyecto se utilizara un tipo de investigación

descriptiva ya que describiremos el comportamiento de la enzima

polifenoloxidasa al momento de realizar el proceso de escaldado y

adicionamiento del acido cítrico.

Por otra parte también estaremos empleando un tipo de investigación

cuantitativa ya que estamos determinando el porcentaje de oxidación

mediante la tabla “Análisis de coloración, porcentaje y nivel de oxidación

de la actividad enzimática de la PPO”. Con la cual podremos determinar

si nuestra hipótesis es verdadera o falsa después de llevarlo nuestros

datos a la estadística.

3.1.2. Método de investigación.

En este proyecto el método que se está desarrollando es cuantitativo ya que estamos trabajando con cantidades en los experimentos realizados.



3.1.3. Diseño de contrastación de hipótesis.

Variables Independientes

Variable Dependiente

Resultados

Temperatura en el proceso de escaldado.

Inactivación de la enzima

polifenoloxidasa.

Inhibición de la enzima polifenoloxidasa

Porcentaje de ácido cítrico.

Aumento de la industrialización de frutas oxidantes como el mamey, manzana, plátano, jacón y hortalizas como lechuga, alcachofa. Etc.

Tiempo en el proceso de escaldado.

Reducción de mermas en la agroindustria por el pardeamiento de frutas y hortalizas oxidantes.

3.2. Población y Muestra.

3.2.1. Universo objetivo.El mamey (Calocarpum Mammosum)

3.2.2. Población.Producción de mamey en la región Lambayeque - Perú

3.2.3. Muestra.Está representada por 200 gr. de pulpa de Mamey y 400 gr de piña.

3.2.4. Criterios de inclusión.El estado físico de la materia prima debe estar en perfectas condiciones: madurez media, no esté golpeada o fragmentada.

3.2.5. Criterios de exclusión.El estado físico de la materia esté en condiciones inaceptables: inmadura, malograda, fragmentada, golpeada y si posee enfermedades.

3.2.6. Unidad de análisis.



Está conformada por todas las unidades experimentales.

3.2.7. Unidad de observación.Está conformada por cada unidad experimental.

3.3. Materiales, Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos.

3.3.1. Materia prima, materiales, equipos y reactivos.

Materia prima

Mamey (Calocarpum Mammosum).

Piña (Ananas Comosus).

Materiales y equipos:

Balanza analítica.

Termómetro.

Cronometro.

Autoclave.

Estufa.

Olla.

Balde.

Cuchillos.

Bandejas.

Reactivos:

CMC.

Azúcar.

Sorbato de potasio.

Acido cítrico.

3.3.2. Instrumento de recolección de datos.



En el presente proyecto la recolección de datos será la Experimentación y la observación.

3.4. Plan de Análisis Estadístico de Datos.


MATERIA PRIMA

PREPARACIÓN DEL ALMÍBAR

ENVASADO

SELLADO

PIÑA

SELECCIÓN

PASTEURIZADO Y ENFRIADO

ALMACENADO

MATERIA PRIMA

MAMEY

SELECCIÓN

LAVADO Y DESINFECTADO DE LA MATERIA PRIMA

PELADO Y CORTADO

ESCALDO DE LA MATERIA PRIMA

ACONDICIONAMIENTO

ESCALDADO DE LOS TROZOS DE MAMEY

LAVADO Y

DESINFECTADO DE LA MATERIA PRIMA

PELADO Y CORTADO

LICUADO

FILTRADO

REALIZACIÓN el análisis de coloración enzimático


3.4.1. Selección (Mamey – Piña).

En este paso se hace un selección de la materia prima que se va utilizar para la elaboración del producto ya que esta debe estar en prefectas condiciones, es decir, que la fruta no esté muy madura (madurez media), no este golpeada, no este fragmentada la parte del epicarpio de la fruta ya que esta acelera la activación de la enzima polifenoloxidasa.

3.4.2. Lavado y desinfectado (Mamey – Piña).

En esta parte del proceso se realizara un previo lavado y desinfectado con hipoclorito de sodio al 1 %, para que la materia prima no ingrese con algún residuo extraño adherido a la cascara (epicarpio) de la fruta.

3.4.3. Pelado y cortado (Piña).

Después de terminada la etapa de lavado se hace el pelado correspondiente teniendo como objetivo obtener la mayor cantidad de pulpa posible, es decir, se le hace un cortado fino para que no haya mucha merma en la materia prima y también por otra parte para evitar que la cascara haga que la esencia de la piña salga un poco oscura.En cuanto al cortado se le hace con la finalidad de no hacer dificultoso el licuado y tener una mayor rapidez en dicha etapa, esto se le hace en trozos con un diámetro aproximado de 2 cm de alto por 2 cm de largo.

3.4.4. Licuado.

En esta etapa del proceso se le hace un licuado rápido tipo puré con el fin de extraer el sumo y su esencia de la piña.

3.4.5. Filtrado.

Terminado el proceso anterior se procede a realizar un filtrado del zumo de piña en un tamiz de orificio muy reducido.

3.4.6. Preparación del almíbar.

Una vez obtenido la esencia de la piña se procede a preparar el almíbar el cual consiste en adicionar cmc (0.7%), sorbato de potasio (0.01%), acido cítrico (0.1%) y azúcar (33%) o hasta obtener 33 – 35 °Brix.



3.4.7. Escaldado (Mamey).

El proceso de escaldado se realizara en la autoclave, con la finalidad de inhibir a la enzima polifenoloxidasa, esto se hace después de terminado el lavado de la materia prima.

Para esto trabajaremos con tres tiempos y tres temperaturas experimentales las cuales tenemos a continuación:

75 °C a 5 Minutos

85 °C a 4 Minutos

95 °C a 3 Minutos

3.4.8. Pelado y cortado (Mamey).

Después de realizado el escaldado de la materia prima, procedemos a hacer el pelado del mamey y luego el cortado de la pulpa para después proceder a hacer un segundo escaldado de los trozos cortados.

3.4.9. Acondicionamiento (Mamey).

En este paso o procedimiento se preparara una solución de 3 gr. de ácido cítrico por cada litro de agua con la finalidad de disminuir el pH del mamey y reducir en parte a la activación de la enzima polifenoloxidasa.

3.4.10. Envasado al vacío (Piña y Mamey)

Después de realizados todos los procedimientos anteriores, se procede al envasado, en donde unimos a las mas materias primas para obtener el producto final. Prontamente se procede a realizar un envasado al vacío con la finalidad de de extraer todo el oxigeno contenido en el envase ya que este puede mantener a los microorganismos activos y tener consecuencias en el producto final.

3.4.11. Pasteurizado y enfriado.

El pasteurizado se lleva a cabo en la marmita a una temperatura de 100 °C por un tiempo promedio de 40 – 50 segundos y luego se transporta inmediatamente a una cámara de refrigeración a una temperatura de 3 – 4 °C por 10 min; en donde los microorganismos



sufren un shock térmico, este procedimiento se realiza con la finalidad de reducir los microorganismos patógenos (bacterias, mohos y levaduras).

3.4.12. Sellado.

El sellado se realiza inmediatamente después de terminado el pasteurizado para impedir que el oxigeno o algún microorganismo pueda ingresar nuevamente dentro del envase que contiene al producto final.

3.4.13. Almacenamiento.

El almacenamiento se realiza por 15 días a una temperatura ambiente.



CAPÍTULO II



4. MARCO ADMINISTRATIVO.

4.1. Cronograma de actividades.



4.2. Presupuesto.

Presupuesto de la materia prima comprada.

Materia prima

Cantidad Peso Precio

Mamey 5 unidades 3.985 kg. S/. 4.00

Piña 1 unidad 1.760 kg. S/. 2.00

TOTAL S/. 6.00

Presupuesto de los aditivos comprados.

Aditivos Peso Precio

Acido cítrico 20 g S/. 2.00

Sorbato de potasio 10 g S/. 1.00

CMC 20 g S/. 2.00

Azúcar 1000 g S/. 3.80

TOTAL S/. 8.80

Presupuesto para la elaboración de 4 muestras de 500 ml. de trozos de mamey envasados en almíbar de piña:

Materia prima:

Materia prima Peso Precio

Mamey 2.021 Kg. S/. 3.70

Piña 1.430 Kg. S/. 1.60

TOTAL S/. 5.30

Aditivos utilizados:

Aditivos Peso Precio

Acido cítrico 12 g S/.1.20

Sorbato de potasio 0.15 g S/. 0.10

CMC 10.5 g S/. 1.10

Azúcar 495 g S/. 1.50



TOTAL S/. 3.90

Presupuesto de los materiales, equipos, reactivos y otros.

Recursos y materiales

Cantidad Precio

Gas ---- S/. 1.80Envase 4 unidades S/. 3.20Hipoclorito de sodio 20 ml

S/. 0.20

Agua ----- S/. 1.20TOTAL S/. 6.40

El costo de elaboración de las cuatro muestras es de S/. 15.60 y el costo de elaboración por cada unidad de 500 ml es de S/. 3.90.

Presupuesto de la elaboración del proyecto.

Recursos Precio

Pasajes S/. 5.00

Llamadas S/. 5.80

Impresiones S/. 15.20

Luz S/. 7.50

Internet S/. 30.00

Gastos adicionales S/. 15.00

TOTAL S/. 78.50

4.3. Financiamiento. El presente proyecto será financiado por empresas bancarias.



5. CONCLUSIONES.

En este proyecto después de realizados diferentes experimentos se logró controlar la enzima oxidante polifenoloxidasa, esto se consiguió realizar mediante el proceso de escaldado y la utilización de ácido cítrico.

En este proyecto también se logro determinar la temperatura adecuada de escaldado después de realizar diferentes etapas experimentales, logramos llegar a la conclusión de que la temperatura óptima de escaldado es 85 °C a un tiempo de 4 min, ya que a esta temperatura la pulpa de mamey mantiene sus características organolépticas, en cambio comparando con la temperatura de 95 °C la pulpa de mamey pierde todas sus características organolépticas pero si se logra inactivar a la enzima. Por otra parte comparando con la temperatura de 75 °C la pulpa de mamey no pierde sus características fisicoquímicas pero tiene una consistencia muy dura y la enzima no está inactiva totalmente.

Otra conclusión importante es que la temperatura es un factor importante para la inhibición de las enzimas oxidantes, ya que después de varios experimentos realizados hemos podido observar que se puede inactivar a la enzima aumentando la temperatura, ya que esta ocasiona cambios en el medio lo cual hace que esta no pueda subsistir a elevadas temperaturas y al final termina inhibiéndose.



6. RECOMENDACIONES.

Para este tipo de experimentos se recomienda escaldar a una temperatura de 85 °C por un tiempo de 4 minutos ya que es la temperatura optima para inactivar a la enzima polifenoloxidasa y para obtener un producto final con buen contenido nutricional.

También se recomienda tener en cuenta que la temperatura y el tiempo estén de acuerdo con el procedimiento explicado en el flujo de proceso porque cualquier error de tiempo y temperatura pueden alterar a la materia prima degradando sus propiedades. Esto siempre teniendo en cuenta la temperatura adecuada.

Durante la elaboración de este proyecto también se debe tener en cuenta una buena aplicación de las BPM para no tener problemas con el producto final.



7. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS.

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