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UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LASALUD
CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS
MACHALA2016
YUPANGUI TENESACA MARLON GEOVANNY
MÉTODOS UTILIZADOS PARA EVITAR EL PARDEAMIENTOENZIMATICO Y NO ENZIMATICO EN EL PURÉ DE BANANO EN LA
INDUSTRIA ALIMENTICIA.
UNIDAD ACADÉMICA DE CIENCIAS QUÍMICAS Y DE LASALUD
CARRERA DE INGENIERÍA EN ALIMENTOS
MACHALA2016
YUPANGUI TENESACA MARLON GEOVANNY
MÉTODOS UTILIZADOS PARA EVITAR EL PARDEAMIENTOENZIMATICO Y NO ENZIMATICO EN EL PURÉ DE BANANO EN
LA INDUSTRIA ALIMENTICIA.
N o t a d e aceptación: Q u i e n e s s u s c r i b e n C A S A L O P E Z F R A N C I S C O J A V I E R , M A T U T E C A S T R O N U B I A L I S B E T H y B R A V O B R A V O V E R O N I C A P A T R I C I A , e n n u e s t r a condición d e e v a l u a d o r e s d e l t r a b a j o d e titulación d e n o m i n a d o MÉTODOS U T I L I Z A D O S P A R A E V I T A R E L P A R D E A M I E N T O E N Z I M A T I C O Y N O E N Z I M A T I C O E N E L P U R É D E B A N A N O E N L A I N D U S T R I A A L I M E N T I C I A . , h a c e m o s c o n s t a r q u e l u e g o d e h a b e r r e v i s a d o e l m a n u s c r i t o d e l p r e c i t a d o t r a b a j o , c o n s i d e r a m o s q u e reúne l a s c o n d i c i o n e s académicas p a r a c o n t i n u a r c o n l a f a s e d e evaluación c o r r e s p o n d i e n t e .
C A S A t O P E Z F R A N C I S C O J A V I E R 1 7 1 4 0 4 4 9 5
E S P E C L ^ L I S T A 1
M A T U T E C A S T R O N U B I A L I S B E T H 0 7 0 3 6 9 5 4 7 8
E S P E C I A U S T A 2
B R A V ^ : 8 ^ y 0 - ^ 7 E R O N I C A P A T R I C I A — " " " ^ 0 7 0 3 6 9 0 1 2 3
E S P E C I A L I S T A 3
Máchala, 1 9 d e s e p t i e m b r e d e 2 0 1 6
Urkund Analysis Result Analysed Document: yupangui tenesaca. ultimo.pdf (D21288128)Submitted: 2016-08-03 06:30:00 Submitted By: [email protected] Significance: 10 %
Sources included in the report:
http://pirhua.udep.edu.pe/bitstream/handle/123456789/2044/ING_546.pdf?sequence=1 http://aromateca.com/main/index2.php?option=com_content&do_pdf=1&id=80 http://pirhua.udep.edu.pe/bitstream/handle/123456789/1557/PYT,_Informe_Final,_BANANO,_v1.pdf?sequence=1
Instances where selected sources appear:
14
U R K N DU
CLÁUSULA D E CESIÓN D E D E R E C H O D E PUBLICACIÓN E N E L R E P O S I T O R I O D I G I T A L I N S T I T U C I O N A L
E l q u e s u s c r i b e , Y U P A N G U I T E N E S A C A M A R L O N G E O V A N N Y , e n c a l i d a d d e a u t o r d e l s i g u i e n t e t r a b a j o e s c r i t o t i t u l a d o MÉTODOS U T I L I Z A D O S P A R A E V I T A R E L P A R D E A M I E N T O E N Z I M A T I C O Y N O E N Z I M A T I C O E N E L PURÉ D E B A N A N O E N L A I N D U S T R I A A L I M E N T I C I A . , o t o r g a a l a U n i v e r s i d a d Técnica d e Máchala, d e f o r m a g r a t u i t a y n o e x c l u s i v a , l o s d e r e c h o s d e reproducción, distribución y comunicación pública d e l a o b r a , q u e c o n s t i t u y e u n t r a b a j o d e autoría p r o p i a , s o b r e l a c u a l t i e n e p o t e s t a d p a r a o t o r g a r l o s d e r e c h o s c o n t e n i d o s e n e s t a l i c e n c i a .
E l a u t o r d e c l a r a q u e e l c o n t e n i d o q u e s e publicará e s d e carácter académico y s e e n m a r c a e n l a s d i s p o c i o n e s d e f i n i d a s p o r l a U n i v e r s i d a d Técrüca d e Máchala.
S e a u t o r i z a a t r a n s f o r m a r l a o b r a , únicamente c u a n d o s e a n e c e s a r i o , y a r e a l i z a r l a s a d a p t a c i o n e s p e r t i n e n t e s p a r a p e r m i t i r s u preservación, distribución y publicación e n e l R e p o s i t o r i o D i g i t a l I n s t i t u c i o n a l d e l a U n i v e r s i d a d Técnica d e Máchala.
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A c e p t a n d o e s t a l i c e n c i a , s e c e d e a l a U n i v e r s i d a d Técnica d e Máchala e l d e r e c h o e x c l u s i v o d e a r c h i v a r , r e p r o d u c i r , c o n v e r t i r , c o m u n i c a r y / o d i s t r i b u i r l a o b r a m u n d i a l m e n t e e n f o r m a t o electrónico y d i g i t a l a través d e s u R e p o s i t o r i o D i g i t a l I n s t i t u c i o n a l , s i e m p r e y c u a n d o n o s e l o h a g a p a r a o b t e n e r b e n e f i c i o económico.
Máchala, 1 9 d e s e p t i e m b r e d e 2 0 1 6
0 7 0 5 9 3 1 6 8 1
DEDICATORIA
A Dios primeramente por haber permitido culminar mi carrera profesional con éxito.
Con todo cariño a mis padres, mis hermanos, mi hija Melany, pero en especial a mi
Madre que lucho día a día con su apoyo incondicional y comprensión para poner
alcanzar una de mis mayores metas trazadas durante mi vida estudiantil.
Marlon Geovanny Yupangui Tenesaca
2
AGRADECIMIENTO
Quiero agradecer en primer lugar a Dios por darme la vida, salud, bienestar y
sabiduría y por permitir el desarrollo de este trabajo de manera exitosa. A cada uno de
mi familia que con su amor, consejos y enseñanzas me brindaron su apoyo
incondicional para poder continuar y culminar mi formación académica.
Mi sincero agradecimiento a todos los docentes de la carrera de Ingeniería en
Alimentos de la Universidad Técnica de Machala, por entregarnos sus conocimientos,
experiencias, paciencia y compresión que forjaron un espíritu de esfuerzo a lo largo de
mi formación profesional. Además quiero agradecer al Tecnólogo Nicolás Zambrano
Reyes, jefe del laboratorio de control de calidad de Industrias Borja INBORJA S.A por
su paciencia y comprensión demostrada durante las practicas Pre-Profesionales.
El Autor
3
RESUMEN
El presente trabajo tiene como objetivo primordial determinar los métodos utilizados
para evitar el pardeamiento enzimático y pardeamiento no enzimático en el puré de
banano en la industria alimenticia. Mediante la utilización de un diagrama de flujo de
procesos se determinó en qué proceso se puede dar el pardeamiento enzimático y no
enzimático para luego aplicar métodos físicos o químicos para evitar el pardeamiento
enzimático y no enzimático en el puré de banano. La polifenol oxidasa, PPO, es la
principal enzima responsable que provoca el pardeamiento enzimático en las frutas y
verduras, por lo tanto provoca que altere sus características organolépticas. Los
métodos físicos y químicos utilizados en esta investigación para evitar el pardeamiento
enzimático es la aplicación de la temperatura, acidulantes y controlar el oxígeno, para
lograr la inactivación de la enzima PPO.
El pardeamiento no enzimático se experimenta en el proceso de esterilización como
consecuencia de la oxidación química de los azúcares la cual empieza con la
condensación que es reversible, posteriormente las aldosas reaccionan con los
compuestos aminados, pronto se encuentra que la mezcla de reacción contiene
acetosa y viceversa, posteriormente una gran cantidad de los compuestos
intermediarios de descomposición se forman cada vez más insaturados y reactivos
para continuar con una descarboxilación de los aminoácidos en presencia de los
compuestos dicarbonílicos.
Se modificó la temperatura y el tiempo en la esterilización del puré de banano para
evitar el pardeamiento no enzimático que provoca la pérdida del valor nutricional y las
propiedades organolépticas del puré de banano.
Palabras clave: Reacción de Maillard, PPO Polifenol Oxidasa, puré de banano,
esterilización, enzima.
4
ABSTRACT
This paper aims primarily to determine the methods used to prevent enzymatic
browning and non-enzymatic browning in banana puree in the food industry. By using a
flowchart of processes it was determined in which process can give enzymatic
browning and non-enzymatic then apply physical or chemical methods to prevent
enzymatic browning and non-enzymatic in banana puree. Polyphenol oxidase, PPO, is
the main responsible enzyme that causes enzymatic browning in fruits and vegetables,
thus causing alter its organoleptic characteristics. The physical and chemical methods
used in this research to prevent enzymatic browning is the application of temperature
control acidulants and oxygen, to achieve inactivation of the enzyme PPO.
The nonenzymatic browning experienced in the sterilization process due to the
chemical oxidation of sugars which begins with condensation it is reversible, then
aldoses react with amino compounds, soon found that the reaction mixture contains
acetosa and vice versa, then a large amount of the intermediate compounds
decomposition increasingly unsaturated reagents are formed to continue
decarboxylation of amino acids in the presence of dicarbonyl compounds.
The temperature and time in the sterilization of mashed bananas was modified to
prevent non-enzymatic browning caused by the loss of nutritional value and
organoleptic properties of mashed bananas.
Keywords: Maillard reaction, PPO Polyphenol Oxidase, mashed bananas, sterilization,
enzyme.
5
ÍNDICE
CESIÓN DE DERECHO DE PUBLICACION…………………………………….............1
DEDICATORIA…………………………………………………………………………………2
AGRADECIMIENTOS………………………………………………………………………...3
RESUMEN…………………………………………………………………………………..…4
ABSTRACT………………………………………………………………………………..…..5
INTRODUCCION……………………………………………………………………….…….8
1. DESARROLLO………………………………………………………………..…….10
1.1 DESCRIPCION DEL BANANO………………………………………...……..10
1.2 COMPOSICION QUIMICA……………………………………………………..10
1.3 PURÉ DE BANANO…………………………………………………………….11
2. DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS DEL PURÉ DE BANANO ………12
2.1 DESCRIPCION DEL DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS
DEL PURÉ DE BANANO………………………………………………………13
2.1.1 RECEPCIÓN DE FRUTA……………………………………. ……...13
2.1.2 LAVADO…………………………………………………………………13
2.1.3 MADURACIÓN………………………………………………………….13
2.1.4 LAVADO…………………………………………………………………14
2.1.5 PELADO…………………………………………………………………14
2.1.6 MOLIDO………………………………………………………………….14
2.1.7 DESEMILLADO…………………………………………………………15
2.1.8 DESAIREADOR………………………………………………………...15
2.1.9 HOMOGENIZADO……………………………………………………...15
2.1.10 ESTERILIZACIÓN………………………………………………………15
2.1.11 LLENADO……………………………………………………………….16
2.1.12 EMPACADO…………………………………………………………….16
2.1.13 ALMACENADO…………………………………………………………16
3. PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO…………………………………………………..17
3.1 INACTIVACION DE LA ENZIMA MEDIANTE INHIBIDORES
FÍSICOS…………………………………………………………………………..18
3.1.1 ESCALDADO……………………………………………………………18
3.1.2 ELIMINACION DEL OXÍGENO……………………………………….18
3.2 INACTIVACION DE LA ENZIMA MEDIANTE INHIBIDORES
QUÍMICOS………………………………………………………………..……..19
3.2.1 SULFITOS………………………………………………………...…….19
3.2.2 ACIDULANTES…………………………………………………………19
3.2.3 ÁCIDO ASCORBICO……………………………………………...…..19
4. PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO (REACCIÓN DE MAILLARD)….…….20
6
4.1 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DEL
PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO……………………………….………20
4.1.1 TEMPERATURA…………………………………………….………..21
4.1.2 EFECTO DEL OXÍGENO………………………………….…………21
4.2 INHIBIDORES DEL PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO..…………...21
4.2.1 ELIMINACION DE SUSTRATOS…………………………………..21
4.2.2 DESCENSO DEL pH………………………………………………...21
4.2.3 AGENTES INHIBIDORES…………………………………………..21
5. CONCLUSIONES…………………………………………………………………22
6. Bibliografía……………………………………………………………...………...23
7
INTRODUCCIÓN
El Ecuador se encuentra entre los países con más años en el mercado internacional
en producción y exportación de banano, en especial la Provincia de el Oro por ello
viene el nombre de la Capital Bananera del Mundo.
“El banano es un fruto de mucha importancia comercialmente y está dentro de los
principales alimentos consumidos en el mundo, sobre todo en poblaciones con clase
económica baja” (Rodriguez & Pérez, 2015, pág. 56).
El banano es una fruta rica en hidratos de carbono, minerales y fibra, además de
micronutrientes como: potasio, magnesio y ácido fólico que aportan cada uno de ellos
importantes beneficios para nuestro organismo, por esta razón que es recomendado
para las mujeres embarazadas, madres lactantes, adultos mayores, deportistas,
jóvenes y niños. Hay que tomar en cuenta para aquellas personas que sufren de
insuficiencia renal, hipertensión arterial y enfermedades del corazón, que deben
consumir en cantidades moderadas ya que el banano tiene alto porcentaje de potasio.
El presente trabajo se basa en la utilización de métodos para evitar el pardeamiento
enzimático y pardeamiento no enzimático en el puré de banano en la industria
alimenticia.
Desde 1985 el puré de banano inició la producción y exportación debido al excedente
de banano de rechazo de las diferentes haciendas bananeras de la provincia, hasta
llegar al punto que es catalogado como el principal producto elaborado de banano y es
reconocido a nivel mundial por su excelente calidad. Para elaborar el puré de banano
se utilizan frutas frescas, maduradas en cámaras y sin inicio de fermentación para que
el producto final sea de óptimas condiciones y pasen las normativas tanto nacionales
como internacionales para poder exportar.
La enzima Polifenol Oxidasa es la principal responsable del pardeamiento enzimático
es por ello que hay que tomar en cuenta al momento de pelar el banano de no
estropear demasiado la fruta o de lo contrario se activara la enzima PPO y el
pardeamiento enzimático se verá en menor tiempo posible. “El Pardeamiento no
8
enzimático es el resultado de productos reductores, principalmente azúcares, que
reaccionan con proteínas o con grupos amino libres” (Loayza, 2015).
A causa de la reacción de Maillard las propiedades químicas como fisiológicas de las
proteínas cambian, y por ende nos dan un color marrón no deseado y evita que el
producto final pase los controles de calidad.
9
1. Desarrollo
1.1 Descripción del banano
El banano cuando esta verde su contenido de almidón es alto. “Está constituido por
almidones y taninos, la fruta madura contiene 70% de agua y es rica en carbohidratos
que se digieren fácilmente, su contenido de proteínas y grasas es bajo pero alto de
vitaminas A, B1, B2 Y C” (Guerrero, Chong Shing, Guzmán, Silva, Vittoria, & Yarleque,
2012, pág. 10).
El banano es una fruta climatérica, es decir continua madurando después de la
cosecha. Durante la madurez la cáscara cambia de color verde a amarillo. La pulpa se
torna suave desde el centro hacia fuera y desde la punta hacia el pedúnculo, en este
proceso de maduración los almidones se transforman en azúcares simples como:
sacarosa, glucosa, fructosa, disminuyendo notablemente los taninos. “La adición de
almidón nativo de banano aporta a los alimentos que lo contenga en fibra dietética y
almidón resistente” (Martínez, Pérez, & Ramírez, 2015, pág. 32).
Por esta razón es importante el consumo de productos que contengan fibra dietética,
siendo el banano una fuente potencial de fibra para el consumo humano.
1.2 Composición química
A continuación se mencionan los componentes químicos del banano y el porcentaje en
que se encuentran.
Fuente: (Guerrero, Chong, Guzmán, Silva, Giacomo, & Yarleque, 2012, pág. 10)
10
1.3 Puré de banano
“La Provincia de El Oro, se dedica al monocultivo de banano en grandes extensiones
de tierras en la cual las frutas que no cumplen los indicadores de calidad para su
exportación son aprovechadas de diferentes maneras” (Romero Bonilla, Tinoco
Gómez, & Dávila Dávila, 2015, pág. 101).
Nuestro país desde 1985 ha venido exportando el puré de banano el cual es un
producto semielaborado, este producto semielaborado es reconocido a nivel mundial
por su excelente calidad.
El puré de banano se utiliza principalmente en la alimentación de los niños, mujeres
embarazadas, mujeres en periodo de lactancia, ancianos y deportistas ya que dadas
las características alimenticias de esta fruta es un alimento completo que contiene
todos los nutrientes primordiales, además existen otros usos como en la industria de
jugos de frutas, repostería, panadería y en la elaboración de productos de consumo
diario.
El puré de banano se produce a partir de frutas frescas, con una maduración óptima y
sin inicio de fermentación. Su tiempo de vida útil es extenso debido al tratamiento
térmico que se somete el puré de banano como es la esterilización que se encarga de
destruir microorganismos patógenos y poder obtener un producto inocuo de calidad
que no ocasione problemas a futuro.
En las industrias alimenticias producen diferentes tipos de puré de banano de acuerdo
a los requerimientos de los diferentes países, estos son:
Puré de Banano Natural, 100% Banano, sin Semilla (NS)
Puré de banano de baja acidez con ácido ascórbico, sin semillas(pas)
Puré de banano de baja acidez con ácido ascórbico y cítrico, sin semillas (p-as)
Puré de banano acidificado y ácido ascórbico, sin semillas(as)
Puré de banano "baby food"(pbbf)
Puré de banano natural, 100% banano, sin semilla (nse)
Puré de banano de baja acidez con ácido ascórbico y cítrico, sin semillas.
Orgánico(p-ase)
Puré de banano acidificado con ácido ascórbico, sin semillas. Orgánico (ase).
(Industrias Borja, 2016)
11
2. DIAGRAMA DE FLUJO DE PROCESOS DEL PURÉ DE BANANO
Recepción de fruta
Lavado
Lavado
Gas etileno: 24 horas Almacenamiento: 2 días Ventilación: 1dia
Desemillado
Maduración 4-5 días
Molido
Oxigeno
Pelado
Semillas
Esterilización
125°C/18seg
Homogenizado
Desaireado
Cáscara
Votator
12
Diagrama de flujo de procesos del puré de banano
Fuente: Geovanny Yupangui
2.1 Descripción del diagrama de flujo de procesos del puré de banano
2.1.1 Recepción de fruta
Se recepta la fruta, que llega en camiones y camionetas equipadas de las diferentes
haciendas bananeras. Para facilitar el trabajo en extracción al pelar el banano, se lo
recibe en dedos.
2.1.2 Lavado
La fruta se lava con agua potable a una temperatura de 26°C con el fin de eliminar
tierra y materia extraña correspondiente a un 2% del peso de la fruta que ingresa,
también se separa algunas frutas que estén con magulladuras o daños físicos
externos. Este proceso se lo hace sobre una banda transportadora de 3.0 m de largo
por 1.0 m de ancho.
Luego de lavar la fruta se coloca en gavetas de plástico y se los marca con un código
en el cual consta la fecha de ingreso y el proveedor, lo cual ayuda a saber que fruta
ingresa al inventario. Después de este proceso con Montacargas se lleva en gavetas
de plástico a la cámara de maduración o al stock, de acuerdo a la necesidad.
2.1.3 Maduración
La maduración se realiza en cámaras, en las cuales se le proporciona etileno al 5%
por 24 horas, en el transcurso de este lapso de tiempo no se debe abrir la puerta de la
Llenado
Empacado
Almacenado
Fundas asépticas
13
cámara de maduración; luego de haber transcurrido este tiempo pasa al
almacenamiento, en esta etapa debe estar por 2 días en el cual se hacen muestreos
cada 12 horas para saber el estado de grado de madures de la fruta, se hace análisis
de pH, grados Brix y textura; luego pasa a la etapa de ventilación en el cual la fruta ya
está lista para el procesado, quiere decir que ya está el pH, grados Brix y textura en su
grado de maduración óptimo.
“El cambio de color de la cascara del banano es directamente proporcional con el
incremento en la concentración de azúcares, así como también es un factor importante
en la poscosecha” (Escalante, y otros, 2013, pág. 7).
La coloración es un factor muy importante en la maduración porque además de los
controles de pH y grados Brix que se lo hacen a la fruta diariamente, se debe tener en
cuenta el grado de madurez que se encuentra la fruta, esto se hizo degustando la fruta
y observando el cambio de color; una vez que la fruta este completamente amarilla,
está lista para llevar en montacargas la fruta hasta el área de pelado.
2.1.4 Lavado
Es un proceso más minucioso que el anterior lavado. Este se hace con una disolución
de 100ppm de hipoclorito de sodio, para desinfectar la fruta y esté lista para la
siguiente fase, en esta etapa solo pasa por la banda transportadora y cae agua en
forma de rocío para que no se estropee.
2.1.5 Pelado
El pelado se lo realiza de forma manual para que la fruta no se estropee obteniendo un
rendimiento de 96%. Con la cáscara obtenida en este proceso se podrá vender como
alimento de ganado o como mejorador de suelo. En esta etapa del proceso es donde
la fruta toma el contacto con el aire y empieza activar la enzima PPO la que es
responsable del pardeamiento enzimático. Es por eso que este proceso manual se
debe hacer en el menor tiempo posible para así evitar que la fruta este mucho tiempo
en contacto con el aire.
2.1.6 Molido
Después del pelado directamente la fruta se dirige a la tolva donde está un tornillo sin
fin para así reducir su tamaño y pasar de la fruta al puré de banano.
14
2.1.7 Desemillado
En esta etapa del proceso es donde se extrae las semillas de la fruta, el desemillado
se lo hace con una malla número 7; esta etapa se hace según el tipo de puré o
especificaciones del cliente si quiere con semilla o sin semilla.
2.1.8 Desaireador
Desde el proceso de molienda o trituración por los que ha pasado el banano, se
produce una oclusión de aire dentro de la misma, la que es necesario eliminar para
evitar que se de el pardeamiento enzimático ya que la enzima PPO se encuentra
activada. Para realizar esta operación se pasa el producto por un desaireador con
bomba de vacío. De esta forma se evitan riesgos en cuanto a la estabilidad final del
producto.
2.1.9 Homogenizado
El homogenizado se llevará a cabo para poder integrar perfectamente el puré:
elevando la temperatura a 40°C para facilitar el movimiento del flujo (bajando la
densidad), dicha temperatura no afectará las otras propiedades del puré.
2.1.10 Esterilización
La temperatura es regulada por medio de 4 válvulas de vapor que alimentan 4
sistemas de cuerpos de calentamiento llamados votator (intercambiador de calor) que
es donde se eleva la temperatura del puré de banano de manera escalonada hasta
que a la salida del cuarto cuerpo de calentamiento se tiene un sostén térmico el cual
debe tener la temperatura de esterilización.
En este proceso se realiza a cierta temperatura y tiempo dependiendo del tipo de puré,
este proceso se lo realiza para destruir microorganismos patógenos que no afecten al
producto final. Para el puré natural sin semilla el tiempo de esterilización es de 125°C
por 18seg, si es puré acidificado la temperatura de esterilización no debe pasar de
113°C, o se tendría problemas en el producto final; también se debe tomar en cuenta
que si se eleva mucho la temperatura va a dar paso al pardeamiento no enzimático
(Reacción de Maillard) y por lo tanto va a cambiar el color al puré de banano dando un
color rosado y perder su valor nutricional. “En esta escala de color se miden los
valores L*a*b para expresar el cambio de color entre muestras, L expresa la claridad, a
15
se refiere a las matices rojas-verdes, y b se refiere a las matices azul-amarillo” (Lucas,
Quintero, Vasco, & Mosquera, 2012, pág. 66).
Cabe mencionar que si el valor “L” se eleva es porque el puré tiene un color blanco, de
la misma manera si el valor “a” se eleva es porque es puré tiene color rojo, y por último
el valor “b” si su escala tiene un valor elevado es porque el puré tiene un color
amarillo. Los valores estandarizados para el puré natural es: L (63 hasta 71), a (-2
hasta 2), b (18 hasta 25).
Para controlar la calidad del puré mediante el color se utilizó el colorímetro Hunter Lab.
“La coordenada L* representa el parámetro de color que concierne los mayores
cambios debido al pardeamiento enzimático, lo cual permite confirmar el criterio de
aceptación comercial en función un L*70” (Cortés, Pinto, & Giraldo, 2011, pág. 20).
2.1.11 Llenado
En este proceso tiene acoplada una Bomba de Extracción, que conduce el producto al
grupo de dosificado, que realiza el llenado en envases. De forma continua con este
grupo, se encuentra una cerradora que será automática o semiautomática según sea
el formato de envases utilizado. En el proceso de llenado se da el shock térmico para
que se destruya algunas esporas que sobrevivieron al tratamiento térmico, la
temperatura en la cual se da el shock térmico es el rango de 20 – 30°C.
2.1.12 Empacado
El empacado se lo realiza en los diferentes empaques debido al destino y al cliente,
estos pueden ser cuadrados (CC) de 273Kg, cónicos (K) de 230Kg, redondos (MC) de
1100Kg y de cuatro galones.
2.1.13 Almacenado
Por último el puré de banano que está en sus respectivos empaques se almacena
para tener en cuarentena, hasta terminar de analizar las muestras que cultivaron en el
laboratorio de microbiología; este proceso se hace para descartar cualquier anomalía
que se haya presentado durante el proceso de elaboración de puré de banano de
manera impremeditado. Luego de verificar si no hay presencia de microorganismos en
el producto terminado se procede a exportar el puré de banano a las diferentes partes
del mundo.
16
CUADRO 1. Análisis de puntos críticos de control del puré de banano
Operación PCC/PC Naturaleza/ Peligro
MEDIDAS DE
MITIGACIÓN Biológico Físico Químico
Pelado PC
X Control de Tiempo y evitar la sobre manipulación de la fruta
Molido PC
X Control del tornillo sin fin que este en perfectas condiciones
Esterilización PCC X X Controlar el tiempo y temperatura para destruir microorganismo patógenos y evitar la pérdida de nutrientes y que se dé la reacción de Maillard
Llenado PC X Tomar en cuenta el tipo de envase, que las fundas estén asépticamente tratadas y el lugar de trabajo sea inocuo.
Fuente: Geovanny Yupangui
3. PARDEAMIENTO ENZIMÁTICO
El banano es uno de los productos más cultivado y comercializado en la provincia de
El Oro, pero por tratarse de una fruta muy perecible no ha podido ser aprovechado
industrialmente en las temporadas que hay exceso de fruta ya que la fruta es
climatérica y su proceso de maduración continua y en este lapso de tiempo puede
sufrir alguna magulladura o daños físicos externos que provoque que la fruta pierda su
textura, firmeza y valor nutricional, ocasionando perjuicios al producto final si lo
procesan en este estado de descomposición.
“El tejido celular cuando es dañado, puede ser por la manipulación o por daños fisicos
de la fruta, pierde su estructura y por ende se pone en contacto la enzima y el sustrato,
y da inicio las reacciones de pardeamiento” (Denoya, Ardanaz, Sancho, Benítez,
Gonzáles, & Guidi, 2012, pág. 264).
El pardeamiento enzimático es provocado por la acción de enzimas, como por
ejemplo la polifenoloxidasa que actúa sobre sustratos como los polifenoles
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produciendo las quinonas que se polimerizan para dar finalmente el color marrón, color
característico del pardeamiento enzimático. Este proceso ocurre en el banano al
momento de pasar por el proceso de pelado y molienda, si anteriormente fueron
golpeadas o cortadas esto va afectar directamente a que el pardeamiento enzimático
se de en menor tiempo posible.
“Los compuestos polifenólicos cambian ampliamente en estructura, desde los más
simples (monómeros y oligómeros) hasta los polímeros complejos de peso molecular
alto (taninos)” (Váquez Florez, Alvarez Parrilla, López Díaz, Wall Medrano, & de la
Rosa, 2012, pág. 85).
El pardeamiento enzimático puede ser controlado a través del uso de métodos
químicos y físicos, a menudo empleados en combinación porque es más efectivo. Los
métodos físicos comúnmente utilizados son la reducción del oxígeno y el uso de
atmósferas modificadas o películas de recubrimiento. La utilización de los métodos
químicos dependerá de lo que se desee inhibir, ya sea la enzima, el sustrato (oxígeno
o compuestos fenólicos) o los productos.
3.1 Inactivación de la enzima mediante inhibidores físicos
3.1.1 Escaldado
“El escaldado es un tratamiento térmico cuyo fin es la estimulación (activación y/o
inactivación) de las enzimas presentes en las frutas. Mientras se eleva la temperatura
hasta su punto óptimo 50°C la actividad enzimática se incrementa” (Mendoza &
Herrera, 2012, pág. 74)
Nos da a entender que mientras la temperatura asciende a rangos mayores al punto
óptimo se observa una considerable disminución en la actividad enzimática debido a la
desnaturalización de su estructura proteínica. El objetivo primordial del escaldado es la
inactivación de las enzimas que puedan ser perjudiciales en la calidad del producto
final como la enzima polifenoloxidasa que es la responsable del pardeamiento del puré
de banano.
3.1.2 Eliminación del oxígeno
La exclusión o limitación de la influencia del oxígeno del aire al trabajar en sistema de
vacío o en atmósfera modificadas representan medidas satisfactorias para mantener el
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puré de banano al estado lo más natural posible, especialmente en lo que se refiere a
textura y sabor.
3.2 Inactivación de la enzima mediante inhibidores químicos
3.2.1 Sulfitos
“El primer método utilizado para evitar el pardeamiento enzimático, fue la adición de
sulfitos que actuaban como agentes reductores convirtiendo las o-quinonas en
difenoles menos reactivos para prevenir el desarrollo de malaninas” (Denoya, Ardanaz,
Sancho, Benítez, Gonzáles, & Guidi, 2012, pág. 264).
De esta manera prevenían el pardeamiento enzimático, pero con investigaciones
actuales este método fue descartado para las frutas y vegetales por producir alergia en
algunas personas en especial en asmáticos.
El Codex Alimentarius en la norma para las confituras, jaleas, mermeladas y puré
(CODEX STAN 296-2009) nos da el valor máximo permitido 50 mg/kg como SO2
residual en el producto final.
3.2.2 Acidulantes
El más utilizado es el Ácido cítrico porque reduce el pardeamiento enzimático
deteniendo el cobre del sitio activo de la PPO, y potencia el efecto de compuestos
tales como el Ácido ascórbico. “El Ácido etilendiamino tetraacético (EDTA) inactiva a la
enzima y forma complejos con iones de metales pesados tales como el cobre de la
PPO” (Denoya, Ardanaz, Sancho, Benítez, Gonzáles, & Guidi, 2012, pág. 265).
Bajo un pH 2,5 cesa la actividad enzimática, que es óptima entre 5 y 7. Aunque luego
se vuelva al pH original de la fruta, la enzima no se recupera, impidiéndole así el
pardeamiento.
Los acidulantes se utilizan frecuentemente en combinación con otros agentes de
antipardeamiento, debido a que es muy difícil lograr una inhibición completa del
oscurecimiento únicamente por el control del pH.
3.2.3 Ácido ascórbico
El Ácido ascórbico reduce las o-benzoquinonas a o-difenoles. Durante la reacción este
compuesto se consume por oxidación, la protección que proporciona es temporal,
también pueden aplicarse Ácidos orgánicos para controlar el pardeamiento enzimático
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que disminuye el pH y garantiza la inocuidad microbiológica (Denoya, Ardanaz,
Sancho, Benítez, Gonzáles, & Guidi, 2012, pág. 264)
El ácido ascórbico es el más recomendado para evitar o minimizar el pardeamiento
enzimático, por su carácter vitamínico que no ocasiona daño alguno al ser humano.
Este ácido por sí mismo no es un inhibidor de la enzima: actúa sobre el substrato, de
modo que puede adicionarse después de haberse formado las quinonas; Tiene la
propiedad de oxidarse a ácido dehi-hidroascórbico, reduciendo la quinona a fenol.
4. PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO (REACCION DE MAILLARD)
“El Pardeamiento no enzimático (Reaccion de Maillard) es el resultado de productos
reductores, principalmente azúcares, que reaccionan con proteínas o con grupos
amino libres. Esta reacción modifica las propiedades químicas como fisiológicas de las
proteínas” (Loayza, 2015)
El Pardeamiento no Enzimático se presenta a más a menudo, cuando los alimentos
son sometidos a tratamientos térmicos muy altos o cuando se almacenan por períodos
muy largos; como consecuencia de aquello obtenemos un producto con coloraciones
oscuras, una disminución de la solubilidad de las proteínas y del valor nutricional, así
como la aparición de sabores y olores desagradables que afectan las características
organolépticas del producto final.
Los cambios químicos más importantes es el pardeamiento no enzimático que causa
cambios en la apariencia del alimento y de esta forma se reduce el tiempo de vida útil
del alimento.
Los componentes importantes de los alimentos que interactúan en el Pardeamiento no
Enzimático son carbohidratos de bajo peso molecular y sus derivados azúcares,
ácidos ascórbico, compuestos carbonilo.
El Pardeamiento no Enzimático en donde se presenta con mayor frecuencia es en los
tratamientos de cocción, pasteurización, deshidratación o en el almacenamiento de los
productos. Es por esta razón que la esterilización del puré de banano es un Punto
Crítico de Control (PCC) en el cual la temperatura y el tiempo juegan un papel de
suma importancia para que el producto obtenido sea de calidad.
4.1 Factores que influyen en la velocidad del pardeamiento no enzimático
Entre los principales factores que influyen en la velocidad del pardeamiento no
enzimático se nombró algunos:
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4.1.1 Temperatura
La velocidad del pardeamiento no enzimático es directamente proporcional con la
temperatura, es decir que mientras se eleva la temperatura hay más probabilidad que
se de el pardeamiento no enzimático; además si el almacenamiento es prolongado
esto implica directamente a que se produzca el pardeamiento no enzimático.
4.1.2 Efecto del oxígeno
En el pardeamiento no enzimático no es esencial la presencia de oxígeno, en algunos
casos acelera el pardeamiento y en otros lo inhibe.
4.2 Inhibidores del pardeamiento no enzimático
4.2.1 Eliminación de sustratos
Se puede evitar el pardeamiento no enzimático oxidando la glucosa a ácido glucónico
por medio de la enzima glucosa oxidasa.
4.2.2 Descenso del pH
El descenso del pH retarda el pardeamiento no enzimático.
4.2.3 Agentes inhibidores
El inhibidor más eficaz del pardeamiento no enzimático son los sulfitos.
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5. CONCLUSIONES
En la producción de puré de banano en la industria alimentaria existen peligros que se
pueda dar el pardeamiento enzimático y no enzimático debido a que la fruta entra en
contacto con el oxígeno en el proceso de pelado y luego en el molido en la cual se
transforma la fruta a puré. Uno de los métodos nombrados en este trabajo es el
escaldado el cual consta en elevar la temperatura sobre los 50°C, sobre esta
temperatura se observa una considerable disminución en la actividad enzimática
debido a la desnaturalización de su estructura proteínica.
El método químico utilizado en esta investigación es la utilización de acidulantes como
el ácido cítrico y ácido ascórbico. El punto óptimo para que se dé la actividad
enzimática es de un pH cercano a la neutralidad 5-7, por ende se puede controlar el
pardeamiento enzimático adicionando ácido cítrico y ácido ascórbico lo cual hace bajar
su pH y se debe mantener a valores de 4.2 - 4.4. El pardeamiento enzimático se
controla eficazmente aplicando los métodos químicos y físicos combinados porque es
más efectivo.
La esterilización del puré de banano es un punto crítico de control ya que si se eleva
los rangos del tratamiento térmico se va a efectuar el pardeamiento no enzimático el
cual hace cambiar el color al puré de banano, y de la misma manera si el tratamiento
térmico está bajo los parámetros de esterilización no va a destruir los microorganismos
patógenos que pueden ocasionar algún problema a futuro. Por esta razón es
primordial tomar en cuenta que no se debe alterar los valores de esterilización del puré
de banano. La temperatura óptima de esterilización para el puré de banano es de
125°C por 18seg.
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6. BIBLIOGRAFÍA
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