Estudio de las Propiedades Reológicas de la Tuna en Fresco Resumen Abstract Introducción

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1 Estudio de las Propiedades Reológicas de la Tuna en Fresco Juan Mercado Flores, Melva López Orozco, Gerardo Martínez Soto, Mayra Arias Medina. Instituto de Ciencias Agrícolas de la Universidad de Guanajuato. ExHacienda El Copal km 9.5 carretera Irapuato-Silao. Tel y Fax (462) y mercjf@dulcinea.ugto.mx Resumen De la evaluación de las Propiedades Reológicas (Relajación, Penetración y Análisis de Perfil de Textura (TPA)) de las cuatro variedades de tuna bajo almacenamiento refrigerado (6-8 C) con y sin cáscara se se observó que las variedades de tuna Xoconostle y Esmeralda son las que presentaron mayor resistencia, y las variedades Roja y Morada presentaron menor resistencia. De la evaluación del Efecto Temperatura-Tiempo sobre las características de calidad de las tunas, se concluye que tienden a mantenerse la mayoría de las propiedades, pero aumenta en el caso de pérdida de peso, y disminuye la Dureza de la pulpa, el Módulo de la Elasticidad y la Energía para Penetración de la cáscara en la posición del florete. La mayoría de estas propiedades se mantuvieron durante el almacenamiento refrigerado durante 60 días entre 6 a 8 C Abstract In accord to evaluation of the Reological Properties (Relaxation, Penetration and Texture Profile Analysis (TPA)) of the four varieties of cactus fruits under cooled storage (6-8 C) with and without peel it was observed that the varieties of prickly pear fruits Xoconostle and Esmeralda are those that offered greater resistance, and the varieties Red and Dwelled presented minor resistance. From the evaluation of the Temperature-Time effect on the characteristics of quality of prickly pear fruits, we could conclude that the properties tends to stay, but increases in the case of loss of weight, and diminishes the Pulp hardness, Elasticity module and Penetration energy of the peel in the position of the foil. Most of these properties stayed during the cooled storage cooled at 6 to 8 C during 60 days. Introducción La tuna se puede industrializar para el consumo humano en forma de fermentados, jugos, queso de tuna, mermeladas y otros más (Higareda, 1994 y Sáenz, 1999). Sin embargo la 1

2 tuna se consume y comercializa en fresco en el país o se exporta a muchas partes del mundo (Castellanos y col., 1999). La producción de la tuna es una actividad que se practica en Chile, Argentina, Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia, México, Estados Unidos, Sudáfrica, Namibia, Marruecos, Argelia, Libia, Túnez, Egipto, Jordania, Pakistán, Israel, Grecia, Italia, España y Portugal. En la mayoría de estos países, la tuna se considera un producto secundario de nopaleras dedicadas a la producción de forraje o a la conservación de suelos, o constituyen plantaciones especializadas en la producción de tuna en pequeñas superficies y sólo intervienen en los mercados nacionales e internacionales con limitada participación. Aún cuando México ocupa el primer lugar como productor a nivel mundial y cuenta con técnicos capacitados para un adecuado aprovechamiento de esta fruta, no ha logrado mejorar su presencia en los mercados internacionales. Por lo anterior, el manejo adecuado de la tuna para aumentar su tiempo de conservación repercute en mayores beneficios económicos para los productores (Corrales, 1997). Se ha estimado que entre el 25 % y 80% de los frutos se pierde tras la recolección (Hill y col., 1977), debido a un manejo y manipulación defectuosa. Al igual que otras frutas, la tuna presenta un elevado carácter perecedero, lo que provoca problemas para su manejo en fresco, como los daños mecánicos, la deshidratación de la piel y el ataque de los patógenos causantes de pudriciones (Duckworth, 1968). Adicionalmente se presenta el problema debido a la estacionalidad de la producción, afectándose con ello la rentabilidad de los sistemas de producción (Flores y Gallegos, 1994). Todo esto ha provocado una serie de investigaciones encaminadas a prolongar la vida del fruto en fresco. Como punto de partida para la industrialización de la tuna; ya sea mínimamente procesada o aplicándole tecnologías más drásticas de procesamiento, es importante el conocimiento de las características tecnológicas del fruto en fresco, enfoque que el presente trabajo abordará mediante el estudio de las Propiedades Físicas y Reológicas de cuatro variedades de tuna: Roja Pelona (Opuntia ficus indica), Morada, Reina (Opuntia amyclaea) y Xoconostle (Opuntia matudae Scheinvar). Materiales y Métodos Este estudio se desarrolló en las fases de campo y laboratorio. La primer fase consistió en la obtención de las cuatro variedades de tuna en campo con el objetivo de conocer el manejo poscosecha del fruto. Para el experimento se seleccionaron tunas de buena calidad, 2

3 considerando que presentaran firmeza sin estar duras, color definido según la variedad y sin manchas, golpes ni picaduras. La segunda fase, se realizó en el laboratorio de Propiedades Físicas de los Materiales del Instituto de Ciencias Agrícolas. Determinación de las Propiedades Reológicas Utilizando un analizador de textura marca Stable Micro System Modelo TA-XT2, una computadora, el software XT-RA Dimensión y los vástagos correspondientes, se realizaron los ensayos descritos a continuación: Figura 1. Analizador de Textura y computadora para realizar las Pruebas Mecánicas. Prueba de Relajación Relajación, es el cociente entre el esfuerzo en un tiempo largo (infinito) y el esfuerzo inicial cuando se mantiene una deformación constante, en la Figura 2 se representa la Prueba de Relajación de la Tensión. Figura 2. Curva Representativa de la Prueba de Relajación de la Tensión. a. En esta prueba se midió el esfuerzo necesario para mantener una deformación constante en el fruto con cáscara empleando para ello un vástago con una semiesfera de 12.7 mm de diámetro. 3

4 b. Se aplicó una fuerza hasta un valor máximo de 1 N y posteriormente se mantuvo la deformación durante 30 segundos. Prueba de Penetración Penetración, es el esfuerzo necesario para romper un material, en la Figura 3 se muestra una curva representativa de la prueba de penetración. Figura 3. Curva Representativa de la Prueba de Penetración. a. En esta prueba se midió la resistencia de la pulpa del fruto con la cáscara. b. Se empleó un cilindro de 4 mm de diámetro, una distancia de penetración de 20 mm y una velocidad de descenso de 1 mm/s y se registró la fuerza y la deformación hasta la rotura de la cáscara. Análisis del Perfil de Textura Textura es un término general para describir la percepción en la boca de las propiedades de un alimento, relacionadas con las sensaciones de tacto y de las propiedades reológicas. La textura de los alimentos se halla principalmente determinada por el contenido en agua y grasa y por los tipos y proporciones relativas de algunas proteínas y carbohidratos estructurales (celulosa, almidones y diversas pectinas). Los cambios en la textura están producidos por la pérdida de agua o grasa, la formación o rotura de las emulsiones, la hidrólisis de los carbohidratos poliméricos y la coagulación o hidrólisis de las proteínas. Figura 4. Curva Típica del Análisis del Perfil de Textura (TPA). 4

5 Basándose en la Figura 4 se definen los siguientes parámetros de textura Fracturabilidad = Fuerza correspondiente al primer pico de la primera área (Newtons). Dureza = Fuerza correspondiente al pico más alto de la primera área (Newtons). Resortividad = distancia CD / distancia AB (adimensional). Cohesividad = área 2 / área 1 (adimensional). Adhesividad = área 3. Es la energía necesaria para superar las fuerzas atractivas entre la superficie del alimento y la superficie del material con la que está en contacto (Joules). Gomosidad = Dureza * Cohesividad. Es la fuerza requerida para desintegrar un alimento semisólido hasta estar en condiciones de ser deglutido (Newtons). Masticabilidad = Gomosidad * Resortividad. Es la fuerza requerida para masticar un alimento sólido hasta estar en condiciones de ser deglutido (Newtons). En la Figura 5 se muestra la curva representativa del Análisis del Perfil de Textura (TPA): Figura 5. Curva Representativa del Análisis del Perfil de Textura (TPA). a. Para el Análisis del Perfil de Textura (Textura Profile Análisis o TPA) se utilizó el Texturómetro TA-XT2 Stable Micro System para determinar: la fracturabilidad, la dureza, la resortividad, la cohesividad, la adhesividad, la gomosidad y la masticabilidad de los frutos, el ensayo fue realizado en la pulpa. b. Se empleó un cilindro de 12.7 mm de diámetro, a una velocidad de 1 mm/s para la entrada y salida y un recorrido de 20 mm en dos compresiones separadas por 5 segundos, imitando dos mordidas del fruto. Resultados y Discusión Propiedades reológicas 5

6 En general en la prueba de TPA las variedades Xoconostle y Esmeralda presentaron valores máximos en todos los parámetros a excepción de la Adhesividad en la cual presentaron valores mínimos y por el contrario las variedades Roja y Morada presentaron valores mínimos en todos los parámetros a excepción de la Adhesividad en la cual presentaron valores máximos. En la tuna Xoconostle, se observa que la Dureza se mantiene, la Resortividad y la Adhesividad aumentan y la Cohesividad, la Gomosidad y la Masticabilidad disminuyen durante el almacenamiento refrigerado. En la tuna Esmeralda, la Cohesividad, la Resortividad, y la Adhesividad se mantienen, y la Gomosidad, la Dureza y la Masticabilidad disminuyen durante el almacenamiento bajo refrigeración. En la tuna Morada, la Cohesividad, la Resortividad, la Gomosidad y la Masticabilidad se mantienen, la Adhesividad aumenta y la Dureza disminuye durante el almacenamiento refrigerado. En general, se observa que la Dureza y la Masticabilidad tienden a disminuir, la Adhesividad a aumentar y la Cohesividad y la Gomosidad se mantienen. En la tuna Xoconostle las propiedades evaluadas en el pedúnculo como son: Módulo de Elasticidad Aparente, Esfuerzo de Penetración en la Cáscara y Pulpa, Energía de Relajación, se mantienen constantes durante el tiempo de almacenamiento refrigerado, y estas mismas propiedades evaluadas en el florete todas tienden a disminuir. En general, las propiedades que están relacionadas con la resistencia de los tejidos que conforman los frutos como son: Energía de Relajación, Módulo de Elasticidad Aparente, Esfuerzo de Penetración en Cáscara y Pulpa, y Energía de Penetración en Cáscara y Pulpa tienden a disminuir durante el almacenamiento refrigerado. También las tunas Xoconostle y Esmeralda son las que presentan valores máximos y las tunas Roja y Morada valores mínimos en estas propiedades. En el Módulo de Elasticidad Aparente se observó que en el florete en todas las variedades disminuye, en el centro tres de las cuatro variedades disminuye y en el pedúnculo una de las cuatro variedades, lo cual indica que en general el florete es la parte más resistente de los frutos. El aumento en el Módulo de Elasticidad Aparente evaluado en el centro y pedúnculo de la tuna Morada durante el almacenamiento refrigerado es posiblemente debido a la mayor 6

7 deshidratación que experimenta esta variedad, lo cual se confirma con el valor mínimo de rendimiento. Bibliografía Flores, A. V. y C. Gallegos V Chapingo, México. Secretaría de Agricultura y Recursos Hidráulicos (SARH), Subsecretaria de Agricultura,Universidad Autónoma Chapingo (UACh), Centro de Investigaciones Económicas, Sociales y Tecnológicas de la Agroindustria y de la Agricultura Mundial (CIESTAAM). Pp. 47. Corrales y Flores Nopalitos y Tunas: Producción, Comercialización, Poscosecha e Industrialización. Universidad Autónoma de Chapingo. CIESTAAM-Programa Nopal. Pp. 1-4, Corrales G., J Poscosecha de la Tuna y del Nopal Verdura. En Vásquez- A., R. E., C. Gallegos Vázquez, N. Treviño-Hernández y I. Díaz-Torres (Comp.). Conocimiento y Aprovechamiento del Nopal. Memorias del 7 Congreso Nacional y 5 Internacional. Facultad de Agronomía, Universidad Autónoma de Nuevo León, Monterrey Nuevo León, México. Pp Castellanos C.P., I. E. López Ch., J. M. De Luna E y C.A. Flores V Costos de Producción y Comercialización de una Tuna (Opuntia spp.) en la Región de San Martín de la Pirámides. En Aguirre R., J. R. Y Reyes A., J.A. (Editores). Conocimiento y Aprovechamiento del Nopal. Memorias del VIII Congreso Nacional y VI Internacional. Universidad Autónoma de San Luís Potosí, México. Pp Bravo - Hollis, H Las cactáceas de México. 2ª ed Vol. 1 U.N.A.M. México. 7