Unidad de Posgrado, Investigación y Desarrollo

Tecnológico

Departamento de Ingeniería Química y Bioquímica

Para obtener el título de:

Ingeniero Bioquímico

EFECTO DEL PROCESAMIENTO MÍNIMO Y BIOFUNCIONALIDAD DE GRANOS DE GRANADA

“Punica granatum”.

Presenta:Daniel Ortega Arrieta

Memoria de residencia profesional:

Introducción

El Procesamiento mínimo (PM) es

una tecnología que se aplica a

productos frescos, que se procesan

con el objetivo de proveer al

consumidor de un alimento listo para

ser consumido, conservando las

características similares a los

productos frescos

El PM hace uso de operaciones

unitarias como el lavado,

desgranado, desinfección y

envasado del producto, le dan una

vida de anaquel razonable y un

riesgo mínimo de contaminación por

patógenos al consumidor

(Dougherty, 1990; Wiley, 1994;Watada et al., 1999)

Púnica granatum

Conocida como Granada es

una baya globular y el interior esta

subdividido en varios lóbulos que contienen numerosas semillas revestidas con una

cubierta con pulpa roja y jugosa

(Biale, 1981;Ben-Arie et al., 1984)

México produce 4,051.87 Ton. Anuales

Durango produce 227.08 Ton. Anuales (Guerra-rosas 2010)

A nivel mundial la producción alcanzo 800,000 Ton. Siendo el primer productor y consumidor India, seguido por Turquía, España y Túnez.

SIAP 2011)

Nutrientes Unidades Valor por cada 100g

Agua g 80.97

Proteína g 0,95

Grasa g 0,30

Colesterol mg 0

Carbohidratos g 17

Azucares totales g 16,57

Fibra dietética g 0.6

vitaminas

Vitamina C (ácido ascórbico)

mg 6,1

Vitamina A UI 108

Vitamina E (α-tocoferol)

mg 0,60

α-Caroteno mg 50

β-Caroteno mg 40

Tabla 1.- Composición nutricional de 100g de granada

(Gil 1996; Pérez- Vicente A., 2004; Tomás-Barberán FA ;Hertog et al., 1996)

Formas de consumo de granada

(Gil 1996; Pérez- Vicente A., 2004)

(Tomás-Barberán FA ;Hertog et al., 1996)

También llamados polifenoles o fenoles vegetales, son metabolitos secundarios que poseen al menos un anillo aromático con un radical hidroxilo sustituyente en su estructura química, es decir un grupo fenólico

Compuestos fenólicos

Figura 1. Principales compuestos fenólicos de la granada.

Antocianinas: R5 = OH, O-glucósido

PunicalaginaO

OH

OH

OH

OH

OH

OH

OHOHOH

OHO

O

OO

O

OO OH

O

OH OHOH

OH

OHOH

O

O

O

O

Ac. Elagico

(Hertog et al., 1996)

Albrecht M, Jiang W, Kumi-Diaka 2003; Antonio J. Andreu-Sevilla, Antonio J. Signes-Pastor 1988; Chidambara Murthy KN, Jayaprakasha GK 1998

Tabla. 2.-Composicion de la granada y sus constituyentes característicos

PARTE DE LA PLANTA CONSTITUYENTES PRINCIPALES

PERICARPIO (PIEL +ARILOS)

Punicalaginas, compuestos fenólicos, ácido gálico y otros ácidosgrasos, catequizas, EGCG, quercetina, rutina, flaconas, flavanonas

y antocianidinas.

SEMILLAS 95 % ácido púnico, ácido elágico, ácidos grasos,esteroles

EXTRACTO DE LAS HOJAS

Taninos (punicalina y punicafolina), glicósidos de flavonas, incluidola luteolina y apigenina.

EXTRACTO DE LAS FLORES

Ácido gálico, ácido ursólio, triterpenoides, ácido asiático, ácidomaslínico y otros constituentes sin identificar

EXTRACTO DE LAS RAÍCES

Y CORTEZATaninos (punicalina y punicalagina) y numerosos alcaloides

ZUMOAntocianos, glucosa, ácido ascórbico, ácido elágico, ácido gálico,ácido cafeico, catequinas, EGCG, quercetina, rutina, minerales,

aminoácidos.

(Thomas,1994)

Enfermedades degenerativas y reacciones de oxidación

Antecedentes

Muharrem Ergun, Nazan Ergun, 2009 "Mantener la calidad de arilos de granada mínimamente procesados por los tratamientos

Albrecht M, Jiang W, Kumi-Diaka 2004 Jugo de Piña y sus fracciones de inhibición enzimática de plátano

Mondragon.candelario 2007 Efecto de condición del fruto y temperatura de almacenamiento de granada roja

Daniela D'Amato, Milena Sinigaglia , Maria Rosaria Corbo 2010 El uso miel y zumo de piña en el llenado de líquidos para disminuir la

vida microbiológica de una ensalada de frutas

Tendencia en el mercado de productos listos para consumirse

Extensión de vida de anaquel de granos de granada

Tratar de mantener los atributos funcionales de la granada

Generar conocimiento científico

Justificación

Objetivo

Evaluar el efecto del procesamiento mínimo sobre los parámetros de calidad y

biofuncionalidad durante la vida de anaquel de granos de granada ( Púnica granatum).

Objetivos particulares

Caracterización fisicoquímica y funcional del grano de granada

Aplicación de tratamientos

Estudios bajo almacenamiento  Seguimiento de la calidad de almacenamiento

TratamientosJugo de

piña

Escaldado-Jugo de piña

Escaldado

Miel

Selección de la granada

Lavado

Desgranado

Análisis fisicoquímicos

Microbiológicosfuncionales

Almacenamiento

3°C

40s 60°C

40S 60°C

Diagrama de proceso de almacenamiento de granos de granada

-20°C

Diseño experimental de granos de granada refrigeración

RJP: Refrigeración jugo de piñaRM: Refrigeración mielRE40: Refrigeración escaldado 40 segundos a 60°CREM: Refrigeración escaldado-mielREJP: Refrigeración escaldado-jugo de piña

Refrigeración Día 3 Día 6 Día 9 Día 12 Día 15 Día 18 Día 21

RJP

RM

RE40

REM

REJP

T= 3°CSe obtendrán muestras cada tercer día

Diseño experimental de granos de granada congelación

Congelado Día 15 Día 30 Día 45 Día 60 Día 75

CJP

CM

CE40

CEM

CEJP

T= -20°cSe obtendrán muestras cada 15 días

CJP: Congelación jugo de piñaCM: Congelación mielCE40: Congelación escaldado 40 segundos a 60°CCEM: Congelación escaldado-miel CEJP: Congelación escaldado-jugo de piña

Seguimiento de vida de anaquel de granos de granada

pH :Método oficial (960.20, AOAC, 2005)

sólidos totales : método oficial (920.151, AOAC, 2005)

Sólidos solubles: método oficial (932.12, AOAC, 2005)

Acidez titlable: método oficial (942.15, AOAC, 2005)

Medición de color : método oficial (HunterLab, 2004)

Polifenoles totales: método oficial (Técnica de Folin-Ciocalteu, Singlenton y Rossi, 1965)

Actividad antioxidante: método oficial (Técnica DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil), Brand-Williams, 1995)

Análisis microbiológico: Bacterias mesofilicas aerobias, método oficial (NOM-092-SSA1-1994; Hongos y levaduras, método oficial (NOM-111-SSA1-1994)

Análisis estadístico

Análisis de varianza (ANOVA) de una sola vía, con un nivel de significancia de p<0.05, se utilizara el software

Statistica versión 7.0 (StatSoft, Inc. 1984-2008)

Diseño de gráficos en sigmaplot versión 10 (Sigma Systat Sow inc.) Richmond,CA 94804-2028 USA

Resultados y discusión

Estudios bajo refrigeración

Gráfico 1. Evolución de pH durante el almacenamiento de granos de granada 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 3.21 3.59 3.68 3.55 3.60 3.62 3.51

RM 3.00 3.26 3.33 3.21 3.31 3.27 3.27

RE40 3.34 3.56 3.71 3.57 3.60 3.77 3.32

RJP 2.96 3.26 3.43 3.29 3.29 3.40 3.34

RC 2.99 3.25 3.33 3.24 3.32 3.34 3.27

0.25

0.75

1.25

1.75

2.25

2.75

3.25

3.75a

b c b d e b

ab b

d c b bab

cb d

e

c

a

bc

b b c d

ab b b b b b

REJP

RM

RE40

RJP

RC

Días de refrigeración

pH

Gráfico 2. Evolución de sólidos solubles durante el almacenamiento de granos de granada 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 16.64 15.20 15.00 13.80 14.90 13.70 12.90

RM 16.70 16.20 16.23 14.00 13.10 13.17 14.21

RE40 15.30 14.60 13.50 12.73 12.03 12.30 12.30

RJP 16.80 15.63 15.73 15.40 15.30 14.40 13.83

RC 17.00 16.60 16.10 14.90 14.90 14.70 13.60

1.00

3.00

5.00

7.00

9.00

11.00

13.00

15.00

17.00a

b c

d

e

fg

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b

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a

b b c cc

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f

REJP RM RE40 RJP RCDías de refrigeración

Gra

dos

Bri

x

Gráfico 3. Contenido de fenoles totales durante el almacenamiento de granos de granada 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 0.97 1.07 1.23 1.23 1.27 1.49 1.61

RM 0.79 0.81 0.86 0.87 0.83 0.96 1.20

RE40 1.12 0.81 1.25 1.25 1.36 1.49 1.57

RJP 0.77 0.80 0.84 0.84 0.88 0.94 0.99

RC 0.79 0.86 0.93 0.93 1.25 1.30 1.36

0.10

0.30

0.50

0.70

0.90

1.10

1.30

1.50

1.70

a

b

c cd

e

f

a bc c

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e

fa

b

c c

d

ef

a bc c

de

f

ab

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f

REJP

RM

RE40

RJP

RC

Días de refrigeración

Mg

E á

cid

o g

álic

o/m

L m

ue

stra

Gráfico 4. Evolución de acidez titulable durante el almacenamiento de granos de granada 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 9.60 9.60 9.28 9.81 10.45 9.39 9.81

RM 8.96 9.17 9.60 10.03 10.13 10.13 9.81

RE40 8.96 9.17 9.92 10.56 10.35 10.45 10.45

RC 8.96 8.53 10.24 9.07 10.13 9.71 10.56

RJP 10.24 10.03 9.60 9.42 9.81 10.03 10.03

1.00

3.00

5.00

7.00

9.00

11.00a a

ab

c

aa

a bc

d e af

a a

bc b c c

AB

C

A

DD

Ca a

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REJP RM

RE40 RC

RJP

Días de refrigeración

% D

e a

cid

ez

titu

lab

le

Gráfico 5. Evolución de porcentaje de sólidos totales durante el almacenamiento de granos de granada 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 15.13 16.13 17.78 15.67 11.11 12.56 14.00

RM 15.78 15.56 14.44 14.00 15.67 14.67 15.67

RE40 15.89 17.78 12.44 15.22 14.44 14.11 14.56

RJP 15.44 13.56 16.33 18.13 14.56 14.44 15.56

RC 18.11 22.22 18.00 13.11 14.23 15.00 14.56

2.50

7.50

12.50

17.50

22.50

ab

c

d

ef

g

a bc d

ea

fa

b

c

de d f

a

b

a

c

d ec

a

a

a

ab

b a

REJP RM RE40 RJP RCDías de refrigeración

% D

e só

lidos

tot

ales

Gráfico 6. Evolución de cantidad de atrapamiento de radicales libres (DPPH) en el almacenamiento de

granos de granada 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 96.66 96.30 95.89 95.65 94.64 92.15 93.27

RM 97.42 97.86 97.65 97.50 97.31 96.92 96.63

RE40 96.60 96.52 96.03 95.78 95.15 94.49 93.97

RJP 98.35 98.21 97.92 97.76 97.42 97.06 96.68

RC 97.70 97.70 97.38 97.02 96.52 96.03 95.05

89.5090.5091.5092.5093.5094.5095.5096.5097.5098.50

ab

b c

d

e

f

aa a a b

c ca ac c

de

e

a a b bb

cc

a a ab

bc

d

REJP RM RE40 RJP RC Días de refrigeración

% D

e a

tra

pa

mie

nto

de

l ra

dic

al lib

re D

PPH

Gráfico 7. Evolución del delta E (∆E ) en almacenamiento de granos de granadas 3°C

3 6 9 12 15 18 21

REJP 48 41 45 61 49 54 42

RM 14 18 28 36 43 44 38

RE40 42 45 37 36 41 54 31

RJP 45 48 58 35 41 34 42

5

15

25

35

45

55

65

a

b

c

d

e

f

b

a

b

c

d

e e

f

ab

c c

d

e

f

ab

c

d

e

d

e

REJP RM RE40 RJP Días de congelación

De

lta E

(∆

E)

colo

r

Análisis microbiológico

Tratamiento DíasHongos UFC/mL muestra

Bacterias UFC/mL

muestra

Levaduras UFC/ mL muestra

RC 3 650X10^3 80X10^3 37X10^3

RC, 6 75X10^3 73X10^3 33X10^3

RJP,RC 9 45X10^3 28X10^3 43X10^3

RC 12 28X10^3 26X10^3 80X10^3

RC 15 34X10^3 89X10^3 98X10^3

RC 18 47X10^3 76X10^3 76X10^3

RC 21 66X10^3 89X10^3 63X10^3

Camacho, A., M.Giles, A.Ortegón, M.Palao, B.Serrano y O.Velázquez. 2009

Estudios bajo congelación

Gráfico 1. Evolución del pH en almacenamiento de granos de granada -20°C

15 30 45 60

CEJP 3.54 3.51 3.41 3.35

CE40 3.55 3.52 3.41 3.42

CEM 3.55 3.57 3.57 3.51

CJP 3.48 3.48 3.42 3.67

CC 3.16 3.5 3.45 3.16

2.95

3.05

3.15

3.25

3.35

3.45

3.55

3.65a

b

c

d

ab

c d

ab b

ca a

b

c

a

b

c

d

CEJP

CE40

CEM

CJP

CC

Días de congelación

pH

Gráfico 2. Evolución de sólidos totales en almacenamiento de granos de granada -20 °C

15 30 45 60

CEJP 13.63 11.67 9.3 8.4

CE40 12.73 13.6 12.5 12.1

CEM 12.07 13.3 11.6 10.1

CJP 12.9 14.3 12.3 12.8

CC 15.27 15.5 13.1 11.2

1

3

5

7

9

11

13

15 a

b

cd

ab

c ca

b

c

d

a

b

cd

a a

b

c

CEJP

CE40

CEM

CJP

CC

Días de congelación

Gra

do

s B

rix

Gráfico 3. Evolución de fenoles totales en almacenamiento de granos de granada -20°C

15 30 45 60

CEJP 1.67 1.72 1.74 1.86

CE40 1.77 1.79 1.81 1.86

CEM 1.35 1.44 1.46 1.53

CJP 0.51 0.55 0.56 0.6

CC 0.76 0.85 0.87 0.99

0.10.30.50.70.91.11.31.51.71.9 a b b

ca b b c

ab b

c

a a a b

CEJP

CE40

CEM

CJP

CC

Días de congelación

mgE

áci

do g

álic

o/m

L m

uest

ra

Gráfico 4. Evolución en la acidez titulable en almacenamiento de granos de granada -20°C

15 30 45 60

CEJP 8.96 9.6 10.03 9.6

CE40 9.6 9.71 10.13 10.45

CEM 9.73 10.13 10.03 10.24

CJP 9.49 9.92 10.24 10.56

CC 10.35 9.92 9.92 10.13

8.25

8.75

9.25

9.75

10.25

10.75

a

b

c

dab

c

d

a

bb

c

a

b

c

d

a

b b

c

CEJP

CE40

CEM

CJP

CC

Días de congelación

% A

cide

z tit

ulab

le

Gráfico 5. Evolución en los sólidos totales en almacenamiento de granos de granada -20°C

15 30 45 60

CEJP 15 20.33 17.22 14.24

CE40 10.67 16.33 12.11 14.67

CEM 14.33 12.33 11.33 12.89

CJP 15.33 10.67 12.78 10.44

CC 17.33 12 13.11 12.56

2.5

7.5

12.5

17.5

22.5

a

b

c

c

a

b

c

da

bc

d

a

b

c

d

a

bc c

CEJP

CE40

CEM

CJP

CC

Días de congelación

% D

e só

lidos

tot

ales

Gráfico 6. Evolución en la capacidad de atrapamiento de radicales libres (DPPH) en almacenamiento de granos de granada -20°C

15 30 45 60

CEJP 94.98 96.9 96.04 96.1

CE40 97.22 94.73 96.1 94.63

CEM 95.21 94.78 94.71 93

CJP 95.38 94.74 93.05 94.81

CC 95.05 97.21 94.6 93.03

90.5

91.5

92.5

93.5

94.5

95.5

96.5

97.5

a

b

b b

a

b

c

d

ab c

d

a

b

c

ba

b

c

d

CEJP

CE40

CEM

CJP

CC

Días de congelación

% D

e a

tra

pa

mie

nto

de

l ra

dic

al l

ibre

DP

PH

Gráfico 7. Evolución del delta E (∆E) en almacenamiento de granos de granada -20°C

5

15

25

35

45

55

65

75

a

bb

ca

b

c

d

ab

c

d

a

bc

d

a

b

c

dCEJP

CE40

CEM

CM

CJP

Días de congelación

Del

ta E

(∆

E)

colo

r

Los tratamientos de miel y jugo de piña prolongan la vida útil de los

arilos de granada almacenados en refrigeración y congelación.

Conclusiones y recomendaciones.

De acuerdo a los resultados arrojados en el análisis microbiológico y

fisicoquímico, los mejores tratamientos para una la conservación de los

arilos de granada son miel y jugo de piña en soluciones por inmersión.

Los tratamientos con miel, jugo de piña son un factor a tomar en cuenta

en la industria alimentaria puesto que demostraron ser excelentes

conservadores naturales.

Bibliografía.

Fadavi, A., Barzegar, M., Azizi, M.H. and Bayat, M. (2005). Physicochemical composition of ten pomegranate cultivars Punica granatum L.) grown in Iran. Food Science and Technology International, 11: 113-119.

Hertog, M.G.L.; Hollman, P.C.H. y Putte van de B. (1996). Content of potentially anticarcinogenic flavonoids of tea, infunsions, wines and fruit jueces. J. Agric. Food Chem. 41, 1242-1246.

Pérez-Vicente P., Serrano P., Abellán P. y García-Viguera C. (2004). Influence of packaging material on pomegranate juice colour and bioactive compounds during storage. Jounral of food science and agriculture. 84. 639-644.

Waskar, D. P., and Roy, S. K. (2000). Postharvest technology of pomegranate fruit a review. Indian Food Packer, 54, 78–84.

Prabhu Desai, V. G. (1989). Investigation on internal breakdown of pomegranate fruit, Ph.D. Thesis, MPWV, Rahuri.

Biale, J. B. (1981). Respiration and ripening in fruits-retrospect and prospect. In J. Friend & M. J. Rhodes (Eds.), Recent advances in the biochemistry of fruits and vegetables (pp. 1–39). London: Academic Press.Gil MI, Tomas-Barberan FA, Hess-Pierce B, et al. Antioxidant activity of pomegranate juiceand its relationship with phenolic composition and processing. J Agric Food Chem2000;48:4581-4589.

SIAP 2011

Camacho, A., M.Giles, A.Ortegón, M.Palao, B.Serrano y O.Velázquez. 2009. Técnicas para el Análisis Microbiológico de Alimentos. 2ª ed.Facultad de Química, UNAM. México.

Agradecimientos

Primero y antes que nada, dar gracias a Dios, por estar conmigo en cada paso que doy, por fortalecer mi corazón e iluminar mi mente y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante

todo el periodo de estudio.

Agradecer hoy y siempre a mi familia por el esfuerzo realizado por ellos. El apoyo en mis estudios, de ser así no hubiese sido posible. A mis padres y

demás familiares ya que me brindan el apoyo, la alegría y me dan la fortaleza necesaria para seguir adelante.

Un agradecimiento especial ala Dra. Juliana Morales Castro, por darme la oportunidad de trabajar con ella por la paciencia y el apoyo brindado.

A mis maestros, gracias por su tiempo, por su apoyo así como por la sabiduría que me transmitieron en el desarrollo de mi formación 

Producciones osito!